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Die
Erfindung betrifft einen Handgriff für Werkzeuge und Betätigungselemente,
insbesondere für
Hand-, Schraub- oder Gartenwerkzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 der Erfindung.
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STAND DER TECHNIK
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Eine
erste Weiterentwicklung eines Handgriffes für ein Werkzeug aus Hartkunststoff
zur Verbesserung der Haptik ist in
US-PS
28 71 899 vorgeschlagen worden. Demgemäß wird auf einen Griffkern
ein vorgefertigter Griffmantel aus Weichkunststoff aufgezogen. Griffkern
und Griffmantel sind zur Übertragung
eines Drehmoments in Umfangsrichtung formschlüssig über Profilierungen miteinander verbunden.
Der Einsatz des Weichkunststoffs verbessert die Griffigkeit des
Handgriffs. Bei einer praktischen Erprobung des bekannten Handgriffs
hat sich jedoch gezeigt, dass der weiche Griffmantel bei schweren
Beanspruchungen von dem harten Griffkern abhebt und Falten bilden
kann. Dieses "Walken" genannte Abheben
des Griffmantels von dem Griffkern führt insbesondere bei Dauerbenutzung
des bekannten Handgriffs zu einer schmerzhaften Blasenbildung im
Bereich der Handfläche
des Benutzers und zu einer Entzündungen
verursachenden überhöhten Belastung
der Handknochen.
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Zur
Vermeidung der vorgenannten Nachteile ist im Folgenden vorgeschlagen
worden, den Griffkern stoffschlüssig
mit dem Griffmantel zu verbinden, wobei der Weichkunststoff
- – hierbei
lediglich in Umfangsrichtung verteilte Teilbereiche des Griffmantels
bilden oder
- – in
Umfangsrichtung geschlossen den Griffkern umgeben
kann,
vgl. insbesondere DE
92 02 550 U1 , DE
43 04 965 A1 , DE
295 15 833 U1 , DE
195 39 200 A1 , DE 29517276
U1 , DE 299
00 746 U1 , DE
299 04 082 U1 . Griffe dieser Art werden heute überwiegend
aus Kunststoff im Spritzgießverfahren
hergestellt. Für Werkzeuge
höherer
Qualität
werden so eine gute ergonomische Gestaltung und Haptik der Griffe
angestrebt.
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Bei
derartigen Griffen aus zwei Kunststoff-Komponenten ist in einem
Griffkern aus Hartkunststoff, dem ersten Griffbereich, das Werkzeug verankert,
und dieser Griffkern wird mit einem Griffmantel aus Weichkunststoff
umspritzt, vgl. beispielsweise
EP 0 627 974 B1 , der als zweiter Griffbereich bezeichnet
wird. Der Griffmantel aus Weichkunststoff hat eine gewisse Elastizität und vermittelt
ein angenehmeres Greifgefühl
als ein Griff, der nur aus Hartkunststoff hergestellt ist. Der Weichkunststoff
hat außerdem
unter Umständen
einen höheren
Reibungskoeffizienten als Hartkunststoff. Deshalb können mit einem
derartigen „2-Komponenten-Griff" höhere Drehmomente übertragen
werden als mit einem Griff gleicher Größe aus Hartkunststoff. Dies
ist von Bedeutung bei Griffen für
Schraubendreher, Schraubzwingen, etc.
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Aus
GM 299 04 043 U1 ist
eine Griffschale für
Schlagbohrmaschinen, Schleifgeräte
und andere Handwerksmaschinen bekannt. Der Griff ist mit einer weicheren
Schicht/Oberfläche
versehen, die aus Polyurethan besteht und im Querschnitt drei Zonen
mit unterschiedlicher Zellstruktur aufweist. Die an den festen Griffträger angrenzende
Zone hat eine feine Zellstruktur, die mittlere Zone eine grobe Zellstruktur und
die Oberflächenzone
wieder eine feine Zellstruktur. Durch diesen Aufbau sollen von der
Maschine ausgehende und auf die Hand wirkende Vibrationen gedämpft werden.
Es ist bekannt, dass Polyurethan bei Integralschaum-Teilen keine
glatte Oberfläche
bildet und ohne zusätzliche
Behandlung der Oberfläche,
zum Beispiel durch Lackieren, keine gute optische Wirkung erzielt
wird. Durch ein Lackieren würde aber
der Reibungskoeffizient der Oberfläche sinken, was bei einem Griff
für Werkzeuge
nachteilig ist. Ein Griff, wie er in dieser Gebrauchsmusterschrift
beschrieben ist, eignet sich nicht für Werkzeuge oder Betätigungselemente,
bei denen über
die Griffoberfläche
Kräfte übertragen
werden müssen,
die nicht nur radial wirken.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beachtung der Fertigungsmöglichkeiten
und der mechanischen Eigenschaften einen Handgriff vorzuschlagen,
wobei der Griff nicht nur eine ergonomisch gut ausgebildete, aber
feste Form hat, wie nach dem Stand der Technik, sondern die Ergonomie und
Haptik des Griffes verbessert sind und/oder die Anpassungsmöglichkeiten
des Handgriffes an die jeweilige Hand eines Benutzers verbessert
sind.
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LÖSUNG
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch einen Handgriff gemäß den Merkmalen
des Patentanspruchs 1. Weitere Ausgestaltungen des Handgriffs ergeben
sich gemäß den Merkmalen
der Schutzansprüche
2 bis 12.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Gestaltung
eines Handgriffs entsprechend dem eingangs angeführten Stand der Technik ein
Zielkonflikt zu lösen
ist:
- – Einerseits
wird die Anpassbarkeit des Griffmantels an die Hand eines Benutzers
und an Hände unterschiedlicher
Größen und
damit eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Hand und Griffmantel
vergrößert, wenn
die Steifigkeit des den Griffmantel bildenden Materials verringert wird.
- – Andererseits
ist für
eine Obertragung höherer Drehmomente über den
Handgriff eine ausreichende Steifigkeit des Griffmantels erforderlich.
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Diesem
Zielkonflikt wird gemäß der Erfindung
durch eine Steifigkeitsoptimierung im Aufbau des Griffes Rechnung
getragen:
Eine erster Bereich im Querschnitt des Griffes wird durch
einen Kerngriff aus Hartkunststoff gebildet, in ihm ist der Schaft
eines Werkzeuges oder Betätigungselementes
verankert. Ein zweiter Querschnittsbereich schließt an den
ersten Querschnittsbereich an. Der zweite Querschnittsbereich besteht
aus weichem, elastischem Kunststoff und kann auch eine poröse Struktur
aufweisen. Eine relativ dünne
Schicht aus elastischem Kunststoff schließt wiederum an den zweiten
Querschnittsbereich an und bildet als Oberflächenschicht den dritten Querschnittsbereich.
Der Kunststoff des dritten Querschnittsbereiches hat eine höhere Festigkeit
und Dichte als der Kunststoff des zweiten Querschnittsbereiches
und hat vorzugsweise keine poröse
Struktur. An der Oberfläche
haftet deshalb Schmutz weniger, sie wird auch nicht so leicht beschädigt wie
eine weichere Oberflächenschicht.
Der Kunststoff für
den dritten Querschnittsbereich wird außerdem so gewählt, dass
er eine ausreichend gute Beständigkeit
gegen Öle
und Fette hat, was bei Gebrauch eines Werkzeuges in Werkstätten wichtig
ist. Die einzelnen Querschnittsbereiche sind vorzugsweise stofflich
miteinander verbunden – durch
Verschweißen
der Kunststoffmassen beim Aufbau des Griffes. Zusätzlich kann
eine formschlüssige Verbindung
durch Einkerbungen in der Oberfläche des
jeweils inneren Querschnittsbereiches vorgesehen werden.
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Zur
besseren Obertragung von in Umfangsrichtung wirkenden Kräften ist
vorteilhafterweise vorgesehen, vom Umfang des Kerngriffes ausgehend,
in radialer Richtung stehende Stege oder Zapfen anzuordnen, die
sich eine Strecke weit in den zweiten Querschnittsbereich (5)
hinein erstrecken, deren Oberkanten jedoch vom Weichkunststoff des
zweiten Querschnittsbereiches (5) überdeckt werden.
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Bei
einer ersten Ausführung
wird ein im Querschnitt im wesentlichen kreisförmiger erster Querschnittsbereich
vom zweiten Querschnittsbereich umschlossen. Dieser ist wiederum
umschlossen vom dritten Querschnittsbereich.
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Bei
einer zweiten Ausführung
weist der erste Querschnittsbereich, der Kerngriff, radial sich
bis zur Oberfläche
des Griffes erstreckende Ansätze
auf, in Form von schmalen Stegen oder Zapfen. Sie sind über den
Umfang des Kerngriffes in Winkelabständen von 45° bis 180° angeordnet. Die radiale Erstreckung
der Ansätze
folgt in Längsrichtung
im wesentlichen der Außenkontur
des Griffes.
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Der
zweite und dritte Querschnittsbereich steht mit seiner Oberfläche deutlich
gegenüber
den Ansätzen
am ersten Querschnittsbereich radial hervor und bildet eine Art
elastische Kissen.
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Bei
der Beaufschlagung des Griffes durch Handkraft des Benutzers werden
erfahrungsgemäss durch
die Finger höhere
Normalkräfte
ausgeübt
als durch die Handfläche.
Infolge der elastischen Struktur des zweiten und dritten Querschnittsbereiches können diese
entsprechend der auf ihre Oberfläche in
den verschiedenen Greifzonen unterschiedlich stark wirkenden Normalkräfte unterschiedlich
nachgeben. Im Querschnitt gesehen, werden sie durch die Fingerkraft
stärker
radial eingedrückt
als durch die Handfläche.
Unter Einwirkung der unterschiedlichen Normalkräfte verformt sich der Griff.
Die angenommene Querschnittsform ist unsymmetrisch und weitgehend
der Höhlung
angepaßt,
wie sie durch die den Griff umschließenden Handfläche und
die Finger gebildet wird. Durch die Verformung des zweiten und dritten
Querschnittsbereiches wird die Kontaktfläche zwischen Hand und Griff
vergrößert, was
bei den Griffen nach dem Stand der Technik nicht möglich ist. Dies
bedeutet, dass die spezifischen Druckbelastungen der Hand– und Fingerflächen sehr
gleichmäßig sind,
keine unangenehmen Druckstellen auftreten und die aufzubringenden
Kräfte
mit geringerer Muskelanspannung in den Griff eingeleitet werden
können.
Läßt die Handkraft
nach, nimmt der Griff infolge der Elastizität des zweiten und dritten Querschnittsbereiches
sogleich wieder seine ursprüngliche
Form an.
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Für den zweiten
und dritten Querschnittsbereich werden vorzugsweise Thermoplastische
Elastomere (TPE) – Kunststoffe,
wie beispielsweise Thermoplastische Polyolefine (TPO), Styrol – Butadien Blok
Polymer, Polypropylen, Thermoplastischer Kautschuk (EPDM-Kautschuk),
Polyurethan und Polyamid unter Anwendung entsprechender Compoundierung
verwendet.
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Während durch
Beigabe von Treibmittel dem Kunststoff des zweiten Bereiches eine
poröse
Struktur gegeben werden kann, hat der dritte Querschnittsbereich
vorzugsweise keine poröse
Struktur, aber eine matte, sich trocken anfühlende Oberfläche mit gutem
Reibwert zur Handfläche.
Zur Verbesserung des Reibwertes kann die Oberfläche eine Erodier-Struktur aufweisen.
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Der
Vorteil des Griffaufbaues in Form von drei Querschnittsbereichen
ist, dass für
den Griffkern ein harter, schlagfester und möglichst kostengünstiger
Kunststoff verwendet werden kann, zum Beispiel Polypropylen, für den zweiten
Querschnittsbereich ein Kunststoff mit guter Elastizität und Nachgiebigkeit,
der sich auch mit dem Kunststoff des ersten Querschnittsbereiches
stofflich gut verbindet, und für den
dritten Querschnittsbereich ein Kunststoff, der ein gutes haptisches
Empfinden abgibt – während die für den zweiten
Querschnittsbereich in Betracht kommenden Kunststoffe sich zumeist
klebrig anfühlen. Die
für den
zweiten und dritten Querschnittsbereich kombinierten Kunststoffe
werden so ausgewählt, dass
auch sie eine gute stoffliche Verbindung miteinander eingehen. Es
wurde als zweckmäßig gefunden,
für den
zweiten Querschnittsbereich Kunststoffe mit einer Härte von
10 bis 55 Shore A zu verwenden, für den dritten Griffbereich
Kunststoffe mit einer Härte von
35 bis 96 Shore A. Bei zweckmäßigen Kombinationen
der Härten
hat der Kunststoff des dritten Griffbereiches eine höhere Härte als
der Kunststoff des zweiten Griffbereiches. Schließlich wird
für den
dritten Querschnittsbereich vorzugsweise eine Kunststoffsorte ausgewählt werden,
die auch eine ausreichende Beständigkeit
gegen Fette und Mineralöle aufweist,
was bei den für
den zweiten Querschnittsbereich in Betracht kommenden Sorten oft
nicht der Fall ist.
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Der
Aufbau des Griffes in drei Griffbereichen ist auch deshalb zweckmäßig, weil
zum einen die direkte Einleitung größerer Kräfte, zum Beispiel eines Drehmomentes,
in den Schaft aus einem nur aus Elastomer-Kunststoff bestehenden
Griff nicht möglich
ist, da dieser eine zu geringe Festigkeit hat, um ein größeres Drehmoment
bei dem durch den Schaft gegebenen kleinen Hebelarm einzuleiten.
Zum anderen wird ein Kerngriff aus Hartkunststoff vorzugsweise am
Ende mit einer balligen Kappe versehen, deren Oberfläche einen
kleineren Reibungskoeffizienten aufweist, als die Oberfläche des
Griffes im davor liegenden Bereich. Beim Drehen eines Schraubendrehers
stützt
sich bei starker axialer Belastung die Kappe in der Handfläche ab,
sie soll sich deshalb mit möglichst
geringer Reibung auf der Handfläche
drehen.
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In
der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielhaft dargestellt.
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1 zeigt
einen Längsschnitt
durch einen erfindungsgemässen
Griff der ersten Ausführung,
im Beispiel ein Schraubendrehergriff.
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Darin
sind:
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- 1
- der
Griff
- 2
- der
Kerngriff, der erste Querschnittsbereich
- 3
- die
Kappe des Kerngriffes
- 4
- der
Schaft des Werkzeuges
- 5
- der
zweite Querschnittsbereich
- 6
- der
dritte Querschnittsbereich
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2 zeigt
einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Griff der ersten Ausführung
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Darin
sind:
-
- 2
- der
Kerngriff, der erste Querschnittsbereich
- 4
- der
Schaft des Werkzeuges
- 5
- der
zweite Querschnittsbereich
- 6
- der
dritte Querschnittsbereich.
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3 zeigt
eine Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Griff der zweiten Ausführung.
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Darin
sind:
-
- 2
- der
Kerngriff, der erste Querschnittsbereich
- 6
- der
dritte Querschnittsbereich, die Oberflächenschicht
- 7
- radiale
Ansätze
am Kerngriff
- 8
- der
zweite Querschnittsbereich mit kissenartigen Auswölbungen
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4 zeigt
eine Ansicht auf die Längsseite eines
erfindungsgemässen
Griffes der zweiten Ausführung.
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Darin
sind:
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- 1
- der
Griff
- 7
- ein
radialer Ansatz am Kerngriff
- 6,
8
- der
zweite und dritte Querschnittsbereich
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5 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Griffes in der zweiten Ausführung.
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Der
erfindungsgemäße Griff
wird vorzugsweise im Spritzgußverfahren
so hergestellt, dass zuerst der Kerngriff (2) mit der Kappe
(3) in einem ersten Spritzgießschritt hergestellt wird und
dabei der Schaft (4) eines Werkzeuges oder eines anderen
Betätigungselementes
in den Kerngriff, dem ersten Querschnittsbereich, eingegossen wird.
In zwei weiteren Schritten wird der zweite (5) und dritte
Querschnittsbereich (6) in entsprechend ausgelegten Formen
herstellt indem auf den zuvor hergestellten Kerngriff der zweite
Querschnittsbereich und auf ihn der dritte Querschnittsbereich aus
anderen Kunststoffen aufgespritzt wird. Sofern für den zweiten Griffbereich
eine poröse
Struktur vorgesehen ist, kann der Kunststoff für diesen Querschnittsbereich
auch bei niedrigerem Einspritzdruck als beim üblichen Spritzgießverfahren
in die Formkavität
eingespritzt werden und zwar mit einem geringeren Volumen als das
Volumen, das in der Höhlung
der Formkavität zwischen
dem Kerngriff und der Wandung der Kavität bleibt. Der durch das Treibmittel
expandierende Kunststoff füllt
die Höhlung
aus. Andere Herstellungsverfahren sind möglich. Als anderes Verfahren für den Aufbau
des zweiten und dritten Querschnittsbereiches kommt beispielsweise
das Mehrkomponenten Spritzgießverfahren
in Betracht, insbesondere, wenn bei der ersten Ausführung der
Kerngriff nicht durch die ganze Länge des Griffes verläuft und
das ballige Ende des Griffes bildet.
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Griffe
der beschriebenen Ausführung
eignen sich für
Schraubendreher, Schraubzwingen, Sägen, Kellen, Hämmer, Beile,
Stechbeitel, Hand-Gartengeräte
sowie andere Werkzeuge, Geräte
und Betätigungselemente.