DE102006038636A1

DE102006038636A1 - Verfahren zur Herstellung eines Griffes für einen Schraubendreher und Schraubendreher

Info

Publication number: DE102006038636A1
Application number: DE102006038636A
Authority: DE
Inventors: Horst Holland-Letz
Original assignee: Felo Werkzeugfabrik Holland Letz GmbH
Current assignee: Felo Werkzeugfabrik Holland Letz GmbH
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2006-08-19
Publication date: 2008-01-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Griff (16) für einen Schraubendreher. Ein derartiger Griff besitzt einen Griffkern (4), in dem ein Schaft (2) aufgenommen ist. Der Griffkern (4) ist mit einer Griffkernummantelung (12), einer weichen Zwischenschicht (13) und einer Außenschicht (14) versehen, wobei die Zwischenschicht zumindest teilweise von Rippen (19) des Griffkerns (4) durchsetzt ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Schichten (12-14) mit einem PUR-Verfahren herzustellen.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Griffes für einen Schraubendreher. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Schraubendreher.
STAND DER TECHNIK
Gestaltungs- und Bewertungskriterien für Griffe für Werkzeuge sind insbesondere

– die Herstellungskosten des Griffes,
– das Gewicht des Griffes,
– das Anpassungsvermögen des Griffes an eine Hand und u. U. unterschiedliche Hand größen und Kräfte unterschiedlicher Benutzer des Griffes und/oder
– das Übertragungsvermögen für Kräfte und Momente, insbesondere Torsionsmomente für ein Torsionsmoment übertragendes Werkzeug wie ein Schraubendreher.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Ausgestaltungsformen für Griffe für Werkzeuge und für deren Herstellungsverfahren bekannt:
Griffe insbesondere für Schraubendreher
US-PS 2,871,899 betrifft eine erste Weiterentwicklung eines Griffs für ein Werkzeug wie einen Schraubendreher aus Hartkunststoff mit dem Ziel einer Verbesserung der Haptik des Griffes. Demgemäß wird auf einen Griffkern ein vorgefertigter Griffmantel aus weichem Kunststoff aufgezogen. Griffkern und Griffmantel sind zur Übertragung eines Torsionsmoments in Umfangsrichtung formschlüssig über Profilierungen miteinander verbunden. Der Einsatz des weichen Kunststoffs verbessert die Griffigkeit des Griffs. Bei einer praktischen Erprobung des bekannten Griffs 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 Griffs zu einer schmerzhaften Blasenbildung im Bereich der Handfläche des Benutzers und zu einer Entzündungen verursachenden überhöhten Belastung der Handknochen.
Zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile ist im Folgenden vorgeschlagen worden, den Griffkern stoffschlüssig mit dem Griffmantel zu verbinden, wobei der weiche Kunststoff

– hierbei lediglich in Umfangsrichtung verteilte Teilbereiche des Griffmantels bildet oder
– in Umfangsrichtung geschlossen den Griffkern umgibt,

Bei derartigen Griffen aus zwei Kunststoff-Komponenten ist in einem Griffkern aus Hartkunststoff, dem ersten Griffbereich, das Werkzeug verankert. Ein derartiger Griffkern wird anschließend mit einem Griffmantel aus weichem Kunststoff umspritzt, vgl. bspw. EP 0 627 974 B1 , der auch als zweiter Griffbereich bezeichnet wird. Der Griffmantel aus weichem Kunststoff hat eine gewisse Elastizität und vermittelt ein angenehmeres Greifgefühl als ein Griff, der nur aus Hartkunststoff hergestellt ist. Der weiche Kunststoff hat außerdem u. U. einen höheren Reibungskoeffizienten als Hartkunststoff. Deshalb können mit einem derartigen "2-Komponenten-Griff" u. U. höhere Torsionsmomente übertragen werden als mit einem Griff gleicher Größe aus Hartkunststoff. Dies ist von Bedeutung bei Griffen für Schraubendreher, Schraubzwingen, etc.
US 2,871,899 offenbart einen Griff zur Übertragung eines Torsionsmoments mit einem Griffkern, in dessen Längsbohrung reibschlüssig ein Schaft des Werkzeugs einpressbar ist. Der Griffkern besitzt eine zylinderförmige Mantelfläche, auf die eine Hülse mit einem ungefähr gleichen inneren Durchmesser aufgeschoben werden kann und dort reibschlüssig gehalten ist. Das Material der Hülse ist weicher und stärker dämpfend als das Material des Griffkerns. Hierzu findet beispielsweise ein dämpfendes, gummiähnliches Material mit einer Härte von zwischen 40 und 90 Shore A Einsatz, insbesondere ein Neopren-Gummi mit einer Härte zwischen 55 und 70 Shore A und einer Zugfestigkeit zwischen 1500 und 2000 Pfund/Inch² mit einer Dehnung von ungefähr 350 %. Abweichend von einer reibschlüssigen Verbindung zwischen Hülse und Griffkern kann zusätzlich ein Kleber eingesetzt werden oder ein elastischer Formschluss in Längsrichtung eingesetzt werden. Die Hülse kann ein Spritzguss-Bauelement sein. Weiterhin können zur Erzielung eines Formschlusses in Umfangsrichtung die Außenfläche des Griffkerns und die Innenfläche der Hülse mit in Längsrichtung verlaufenden Nuten, Vorsprüngen oder Zähnen ausgestattet sein.
DE 694 21 765 T2 ( EP 0 635 337 B1 ) geht aus von einem Stand der Technik, bei dem auf dem Schaft eines Schraubendrehers aufeinander folgende Schichten aus Kunststoffmaterialien angeformt werden. Eine zentrale Schicht, in welcher der Schaft des Schraubendrehers eingebettet ist, wird als erstes geformt, und die Schicht, welche die Peripherie des Griffs begrenzt, wird auf diese zentrale Schicht oder auf Zwischenschichten aufgeformt. Für derartige Formvorgänge werden Spritzpressen verwendet mit mehreren Spritzköpfen, üblicherweise mit zwei oder drei derartigen Köpfen. Hiervon ausgehend schlägt die Druckschrift vor, einen Schaft eines Schraubendrehers in einen Kunststoffgriff einzubetten. Ein vorderer Bereich der Mantelfläche des Griffs ist von einer Kunststoffhülse gebildet. Die Kunststoffhülse ist mit zwei koaxial ineinander liegenden Teilen mit ringförmigen Querschnitten gebildet, wobei zunächst das innenliegende Teil mit einem Spritzgießverfahren hergestellt wird und auf dieses Teil das andere, die Mantelfläche bildende Teil mit einem Spritzgießverfahren aufgeformt wird. Zur formschlüssigen Verbindung der beiden Teile in der Kunststoffhülse besitzen die Teile komplementäre Vorsprünge und Ausnehmungen. Die Hülse wird mit einer herkömmlichen Presse mit zwei Spritzköpfen hergestellt. In einem darauf folgenden Verfahrensschritt wird in einer derartigen Hülse unter Ausbildung eines radialen Zwischenraums ein Schaft angeordnet. In eine geeignete Form wird dann ein Kunststoffmaterial derart eingespritzt, dass dieses den Zwischenraum im Inneren der Hülse, einen balligen Endbereich des Griffs und einen endseitigen Mantelbereich radial außenliegend von einem Endbereich der Hülse ausfüllt. Das innere Teil der Hülse ist mit einem härteren Kunststoff gebildet als das äußere Teil der Hülse. Das Ergebnis ist ein marktüblicher 2-Komponenten-Griff, der eine relativ dünne Außenschicht aus elastischem Kunststoff und einen Griffkern aus Hartkunststoff aufweist, aber sich nicht unter Einwirkung einer Handkraft verformt.
EP 1 314 519 A1 betrifft ebenfalls Griffe für Schraubendreher. Bei diesen ist der Schaft in einen Griffkern aus einem relativ harten Kunststoff eingebettet. Der Griffkern ist zumindest teilweise mit einem verformbaren Elastomermaterial ummantelt. Zur Verhinderung einer Verletzung des verformbaren Materials der Ummantelung ist die Ummantelung mit einem dünnen Überzug überzogen, der eine Schutzschicht und eine Schicht zum Zusammenhalten der elastomeren Ummantelung bildet. Alternativ zum Einsatz eines Elastomermaterials für die verformbare Ummantelung kann ein Gelmaterial Einsatz finden. Weiterhin offenbart die Druckschrift die Anordnung der verformbaren Umhüllung, hier eines Gelkissens, in einer Hülse mit einer geschlossenen Umhüllung. Eine derartige Hülse soll auf einen Schaufelstiel oder einen Hammerstiel aufgeschoben werden, um hier einen Griff zu bilden. Durch eine zumindest teilweise Verformbarkeit der Griffoberfläche soll ermöglicht werden, dass der Griff nachgibt, wenn beispielsweise ein Benutzer an einer bestimmten Stelle stärker zugreift als an einer anderen. Auch wenn die Hand des Benutzers von der Standardform und Standardgröße abweicht, kann auf diese Weise ein besseres Fassen und Behandeln des Griffs durchgeführt werden. Wie groß die Nachgiebigkeit der Ummantelung ausgeführt wird, hängt von den Umständen des Einzelfalls und von der Art des Griffs bzw. der Art des Werkzeugs ab, das mit diesem Griff benutzt werden soll. Die Verformbarkeit des Griffs kann sich beispielsweise über den gesamten Bereich des Griffelements erstrecken, an dem ein Benutzer angreift. Ebenfalls möglich ist, dass die Verformbarkeit auf einen Teil der Griffoberfläche begrenzt ist, beispielsweise auf den Teil, an dem der Benutzer mit der Handinnenfläche angreift, während die Teile des Griffs, an denen der Benutzer mit den Fingerspitzen angreift, nicht verformbar ausgebildet sind. Eine solche Gestaltung der Griffoberfläche bietet sich beispielsweise bei Schraubendrehern an, bei denen bestimmte Bereiche der Griffoberfläche so ausgebildet sind, dass sie zum schnellen Drehen des Werkzeugs mit den Fingerspitzen gedacht sind. Die Verformbarkeit der Griffoberfläche soll hierbei auf eine bestimmte Tiefe unterhalb der Griffoberfläche begrenzt sein. Innen soll ein harter Griffkern vorhanden sein, der nicht nur zur Verbindung mit dem Schaft dienen kann, sondern auch einen festen Halt für die Übertragung der Bewegung von der Hand auf das Werkzeug bieten soll. Die Dicke der verformbaren Schicht ist aber zu gering, um eine Anpassung des Griffes an die Hand des Benutzers zu ermöglichen.
DE 92 02 550 U1 der Anmelderin offenbart einen 2-Komponenten-Griff für einen Schraubendreher, der einen Griffkern aus einem Hartkunststoff, beispielsweise Polypropylen, besitzt, der in einer ersten Form mit eingelegtem Schaft hergestellt wird. In einer zweiten Form wird der Griffkern mit einem weichen Kunststoff, beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer mit einer Endhärte von 60-80 Shore A, ummantelt. Zur Herstellung eines kuppelförmigen Bereichs wird in eine Form ein zylinderförmiges Formstück in axialer Richtung eingeführt, welches stirnseitig die Form der Kuppe vorgibt, so dass die gefertigte Kuppe nahtlos in die weitere Mantelfläche des Griffmantels übergeht (s. a. DE 43 04 965 A1 ). Auch dieser Griff ist ein heute marktüblicher 2-Komponenten-Griff, der keine Anpassungsmöglichkeit an die Hand eines Benutzers bietet.
DE 35 25 163 C2 offenbart einen Griff für Schraubendreher, in dem zunächst ein Schaft mit einem Griffkern aus einem Hartkunststoff ummantelt ist. Eine endseitige, kalottenförmige Kuppe aus Hartkunststoff kann separat geformt und nachträglich mit dem Griffkern verbunden sein oder an den Griffkern angeformt werden. Eine Mehrteiligkeit empfiehlt sich, wenn die Kuppe noch aus einem härteren Material als der Griffkern bestehen soll. Bei mehrteiliger Ausgestaltung kann ein zentraler Zapfen der Kuppe in eine formentsprechende Ausnehmung des Griffkerns eintreten. Der Griffkern besitzt ungefähr mittig eine radiale Erweiterung, im Bereich welcher der Griffkern mit dem Hartkunststoff einen Teil der Mantelfläche des Griffs bildet. In axialer Richtung vor und hinter diesem Bereich liegende Teilbereiche der Mantelfläche sind mit einer Ummantelung des Griffkerns mit einem weichen Kunststoff gebildet, wobei die Erweiterung des Griffkerns vier axiale, in Umfangsrichtung verteilte Bohrungen besitzt, über die der vordere Teilbereich und der hintere Teilbereich der Mantelfläche aus weichem Kunststoff miteinander verbunden sind.
Weitere 2- oder Mehr-Komponenten-Griffe, insbesondere für Schraubendreher, bei denen zumindest ein axialer Teilbereich oder ein Teilumfang der Mantelfläche von einem auf einen harten Griffkern aufgespritzten weichen Kunststoff gebildet ist, sind beispielsweise aus DE 195 39 200 A1 , DE 295 17 276 U1 , EP 0 208 942 A2 , DE 92 02 550 U1 oder DE 299 04 082 U1 bekannt.
EP 0 358 883 A1 offenbart einen Griff für einen Schraubendreher, bei dem sich eine vordere Hälfte und eine hintere Hälfte von einem mittigen Bereich maximalen Durchmessers kontinuierlich ohne Ausbildung von Hinterschneidungen verjüngen. Für eine derartige Ausgestaltung kann der Griff mit zwei Formhälften in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden mit einer Teilungsfuge, die quer zu einer Längserstreckung der Schraubendreherachse gerichtet sein kann.
US 3,189,069 offenbart einen Schraubendreher mit einem reibschlüssig auswechselbar in einem Griffkern gehaltenen Schaft. Der Griffkern besitzt im Bereich seiner Mantelfläche in axialer Richtung verlaufende Rippen und Nuten. Weiterhin besitzt der Griffkern eine Umfangsnut. Auf den Griffkern ist in axialer Richtung ein Griffmantel aufgeschoben, wobei nach innen orientierte Fortsätze des Griffmantels in Umfangsrichtung formschlüssig in die Nuten des Griffkerns eingreifen. Der Griffmantel schnappt mit einem weiteren Fortsatz in die Umfangsnut ein, wodurch der Griffmantel gegenüber dem Griffkern gesichert ist. Neben dem erwähnten Formschluss liegen Teilsegmente des Griffmantels unter Ausbildung einer radialen Anpresskraft an dem Griffkern an, so dass ein Reibschluss gebildet ist. Für das Material des Griffmantels wird ein weicheres Material gewählt als für den Griffkern, beispielsweise Gummi.
Aus den Druckschriften WO 00/43166 und EP 1 163 088 B1 sind Griffe bekannt, bei denen durch eine asymmetrische Formgestaltung die ergonomischen Eigenschaften im Vergleich zu marktüblichen Griffen verbessert sein sollen. Nachteilig bei diesen bekannten Griffen ist, dass der Griffmantel aus weichem Kunststoff nur eine geringe Dicke besitzt und damit nur in einem geringen Maß nachgiebig ist. Hinsichtlich der Herstellung sind die Griffe in bestimmten Größen und Formen standardisiert, während die Hände der Benutzer verschiedene Größen und Maßverhältnisse haben. Deshalb ist insbesondere für unterschiedliche Hände von unterschiedlichen Benutzern eine optimale Ergonomie für derartige bekannte Griffe nicht gewährleistet. Bei Griffen für Schraubendreher kommt hinzu, dass bei einem Schrauben die Hand des Benutzers, die den Griff dreht, in Umfangsrichtung ihre Koppelstellung mit dem Griff laufend verändert. Der Griff kann deshalb nicht in einer optimalen ergonomischen Grundform ausgebildet werden, wie das bei den asymmetrischen Griffen gemäß WO 00/43166 und EP 1 163 088 B1 der Fall ist, bei denen die Hand im Gebrauch im Wesentlichen eine einzige Koppelstellung zu dem Griff haben kann.
Griffe für Zangen
DE 20 2004 019 156 U1 beschreibt eine Zange mit zwei Zangenschenkeln mit zwei gleich ausgebildeten Griffen. Jeder Griff weist im Bereich der Mantelfläche drei Bereiche auf, die hintereinander liegend in Richtung des Endbereichs des Griffs zunehmende Härten besitzen. Der härteste Bereich bildet einen Griffkörper mit einer endseitigen Mantelfläche, auf den die anderen Teilbereiche zur Bildung der weiteren Bereiche der Mantelfläche aufgebracht sind. Während für den ersten Bereich ein hartes Material wie ein Hartplastik eingesetzt wird, welches in einem Spritzgussverfahren hergestellt sein kann, besteht der zweite Bereich aus einem weicheren Kunststoff. Der dritte Bereich ist mit einem Gelkissen ausgebildet. Der Schaft des Werkzeugs ist in den ersten Bereich eingebettet.
EP 0 538 632 A1 betrifft ebenfalls einen Griff für eine Zange, bei der ein Schaft eines Zangenschenkels über den außenliegenden Teilumfang mit einem weichen Kunststoff ummantelt ist, beispielsweise Polyvinylchlorid oder Polyethylen mit einer Härte zwischen 65-82 Shore A, insbesondere 66-70 Shore A, während der innenliegende Teilumfang mit einem formstabilen harten Kunststoff, insbesondere Zelluloseacetat oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere, ummantelt ist, beispielsweise mit einer Härte im Bereich von 85-92 Shore A, insbesondere 86-90 Shore A. Weiterhin ist es möglich, dass im Bereich des inneren Umfangs Einsätze vorgesehen sind, die ebenfalls entsprechend dem äußeren Umfangsbereich aus einem weichen Kunststoff bestehen, so dass in Umfangsrichtung ein harter Kunststoff und ein weicherer Kunststoff abwechselnd angeordnet sind.
Bei allen 2-Komponenten-Griffen, insbesondere für Schraubendreher, Kellen, Zangen, Feilen, Sägen usw. ist nach dem Stand der Technik die Außenschicht weicher als der Griffkern und verhältnismäßig dünn.
Griffe für Schlagwerkzeuge
US 6,370,986 B1 geht von dem Stand der Technik aus, dass Hammer üblicherweise einen Griffkern aus einem harten Material wie einem Metall, einem Verbundmaterial oder einem synthetischen Material besitzen, der zur Bildung eines Griffs mit einer gummiartigen, verhältnismäßig harten Hülse umgeben ist. Offenbart ist ein manuell betätigtes Stoß- oder Schlagwerkzeug. Ein Griff besitzt eine innere Schicht sowie eine äußere Schicht. Die innere Schicht und die äußere Schicht bestehen aus gleichen Materialen, nämlich Polyvinylchlorid, Polypropylen oder ein thermoplastisches Elastomermaterial. Die äußere Schicht ist härter als die innere Schicht, aber kann ebenfalls flexibel oder dämpfend sein. Die unterschiedlichen Steifigkeiten der inneren Schicht und der äußeren Schicht werden nicht durch die verwendeten Materialien erzeugt, sondern dadurch, dass die innere Schicht geschäumt ist, während die äußere Schicht nicht geschäumt ist. Die Materialien für die innere und äußere Schicht sind geeignet gewählt, so dass diese chemisch kompatibel sind und ein Anhaften oder ein Fügen der Schichten möglich ist. Die innere Schicht dient einer Dämpfung eines auf einen Kopf des Schlagwerkzeugs aufgebrachten Stoßes oder Schlags bei dessen Kraftfluss zu der Hand eines Benutzers des Stoß- oder Schlagwerkzeugs. Weiterhin beschreibt die Druckschrift die für Stoß- und Schlagwerkzeuge spezifischen Probleme, die abweichend zu solchen von Torsionsmomentübertragungswerkzeugen sind. Das Schlagwerkzeug besitzt eine Seele, beispielsweise aus Metall, die unmittelbar und ohne Zwischenschaltung einer Zwischenschicht mit der geschäumten inneren Schicht verbunden ist, so dass mit Seele, innerer Schicht und äußerer Schicht ein dreischichtiger Aufbau gewählt ist. Die Seele ist im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet mit Verdickungen im Endbereich, so dass vereinfacht gesprochen ein Doppel-T-Profil oder I-Profil gebildet ist. In dem Griff erstreckt sich die Seele teilweise lediglich mit den Verdickungen, also den Querschenkeln des Doppel-T-Profils, während der Längsschenkel des Doppel-T-Profils hier unterbrochen oder mit Zwischenräumen ausgebildet ist. In derartige Zwischenräume kann das Material der inneren Schicht eintreten. Die auskragenden Endbereiche des Doppel-T-Profils bilden Vibrationen aufnehmende Elemente. Die äußere Schicht besitzt radial nach innen orientierte, in Umfangsrichtung verteilte und sich in Längsrichtung des Griffs erstreckende Rippen, die in entsprechende Nuten des geschäumten Materials der inneren Schicht eintreten. Diese Rippen dienen einer Versteifung des Griffs und einer Steuerung einer Kompression der inneren Schicht gegen die Seele. Weiterhin besitzt die äußere Schicht sich über einen Teilumfang erstreckende Rippen, die die Funktion der in Längsrichtung orientierten Rippen weiter unterstützen sollen. Die Fertigung des Griffbereiches erfolgt in einem zweistufigen Spritzgießverfahren ("two shot", "double shot"-Spritzgießverfahren): Im ersten Verfahrensschritt wird die Seele in eine erste Form eingelegt und mit Polyvinylchlorid ausgeschäumt. In der Seele können Ausnehmungen angeordnet sein, in die in dem Spritzgussverfahren das geschäumte Material eintritt, wodurch die Wirkverbindung zwischen Seele und innerer Schicht verbessert werden kann. Anschließend wird die Seele mit der Ummantelung durch die erste Schicht in eine zweite Form eingelegt, in der dann in einem zweiten Spritzguss-Verfahrensschritt härteres Polyvinylchlorid eingespritzt wird. Für die innere Schicht ist eine Härte Shore A zwischen 45 und 65 Shore A, vorzugsweise 55 Shore A, angegeben, während die Härte der äußeren Schicht zwischen 66 und 76 Shore A, insbesondere 71 Shore A, beträgt. Vorteilhaft ist bei dem gewählten zweistufigen Spritzgussverfahren, dass während der Herstellung die Dimensionen der inneren Schicht und die Dicke der Wandung der äußeren Schicht präzise vorgegeben werden können. Eine Möglichkeit einer Fertigung des Griffs mit abweichenden Fertigungsmethoden, insbesondere ein Einsatz eines Monosandwich-Spritzgussverfahrens, ist ebenfalls pauschal angesprochen. Fraglich ist, ob das zweistufige Spritzgießverfahren zu einem Griff führt, bei dem die innere Schicht noch nachgiebig ist. Beim Aufspritzen der äußeren Schicht wirkt nämlich ein hydraulischer Druck auf die Oberfläche der inneren Schicht, der bei einem solchen Verfahren bei 600 bis 800 bar liegt. Unter einem solchen Druck wird eine geschäumte Schicht so zusammengepresst, dass sie nicht mehr porös ist. Dann ist sie nur noch so weit nachgiebig, wie es die Härte des verwendeten Kunststoffes zulässt. Eine Härte von 45 bis 65 Shore A ist aber schon zu hoch, um eine ausreichende Nachgiebigkeit zu bieten.
Aus US 3,770,033 ist ein Griff für einen Hammer bekannt. Der Griff ist als Integralschaum-Teil hergestellt. Bei einem derartigen Griff wird ein harter Kern, Stiel oder eine Seele des Hammers von dem aus Struktur-Schaum bestehenden eigentlichen Griffkörper umschlossen. Der Griffkörper wird im Querschnitt aus einer an der Seele anliegenden Schicht und einer äußeren Schicht mit relativ hoher Dichte und einer dazwischen liegenden Schicht mit geringer Dicke gebildet. Dieser Aufbau des Griffs ermöglicht eine elastische Querschnitts-Verformung des Griffs und dämpft Stöße beim Arbeiten mit dem Hammer. Die dünnen Schichten mit unterschiedlicher Dichte entstehen unter Einwirkung des Druckes, der im Inneren der Masse entsteht, wenn ein Treibmittel zur Porenbildung vergast und die Randschicht der Masse an die Wand der Formkavität gepresst und hier verdichtet wird. Zur Übertragung höherer Torsionsmomente, wie beispielsweise bei Schraubendrehern, ist ein derartiger Griff allerdings ungeeignet, da der Kern, auch in einer unrunden Querschnittsform, einen zu kleinen Durchmesser bzw. einen zu kleinen Hebelarm zur Erzeugung eines Torsionsmoments besitzt und die poröse Innenschicht alleine keine ausreichende Torsionssteifigkeit hat.
US 3,770,033 betrifft einen Griff eines Stoß- oder Schlagwerkzeugs wie einen Hammer, einen Vorschlaghammer, eine Hacke, eine Axt o. ä.. Ein Körper eines Griffs ist mit einem steifen Plastikschaum gebildet mit einer Dichte im Bereich von 35-45 Pfund/Fuß³ und mit einem zentralen, verstärkten Griffkern. Der Körper des Griffs kann aus Plastikmaterial gebildet sein, beispielsweise Polyethylen, Polystyren, Polyurethan, Polypropylen. Plastikschaum wird in eine gewünschte Form um den Griffkern gespritzt, wobei der Körper des fertiggestellten Griffs durch eine Art Presspassung mit dem Griffkern ausbilden soll. Das formgebende Verfahren schafft inhärent Schichten, die eine Innenschicht und eine Außenschicht des Körpers bilden mit einer größeren Dichte als die Dichte von Zwischenbereichen zwischen den vorgenannten Schichten mit niedriger Dichte. Die Innen- und Außenschichten haben eine Dicke von gewöhnlicherweise zwischen 0,04 bis 0,05 Inch (1,016 bis 1,27 mm). Die Benennung von Polyethylen, Polystyren Polyurethan und Polypropylen als Plasticmaterial deuten darauf hin, dass die Herstellung des Griffes im Spritzgießverfahren unter Zugabe eines Treibmittels erfolgt.
DE 101 13 368 A1 offenbart einen Griff für ein Schlagwerkzeug, bei dem zur Stoßabsorption der Schaft in einem Griff aus einem elastischen Material aufgenommen ist. Der Griff besitzt auf der Ober- und Unterseite in axialer Richtung orientierte, durchgehende Ausnehmungen, in die weitere, über die Mantelfläche des Griffs verteilte radial orientierte Ausnehmungen münden.
DE 197 32 421 C2 betrifft ebenfalls ein Schlagwerkzeug, bei dem sich von einem Endstück oberhalb und unterhalb des Schafts zwei Hohlfinger in axialer Richtung erstrecken, die von einer elastischen Griffhülle ummantelt sind. Über die Finger soll eine Stoßabsorption erreicht werden.
US 2003/0172498 A1 offenbart einen Griff, der Vibrationen für einen Einsatz bei einem Schlag- oder Stoßwerkzeug dämpfen soll. Auf einer Ober- sowie Unterseite des Griffs ist jeweils ein Kissen angeordnet, welches aus einer elastomeren Ummantelung und einem hierin eingeschlossenen Schaum besteht. Bei der elastomeren Ummantelung kann es sich um ein thermisches Plastik-Olefin, thermisches plastisches Gummi, thermische plastische Polyurethane, Polyvinylchlorid, steyrenische Block-Polymere und eine Kombination der vorgenannten Materialien handeln. Das Material wird in einem Spritzgussverfahren verarbeitet. Zur Herstellung der Kissen wird in einer Spritzgussmaschine das Elastomermaterial mit einem schäumenden Mittel gemischt. Die geschmolzene Mixtur wird dann in eine Form eingespritzt. Die kältere Temperatur der Form stellt während des Einspritzens eine Wärmesenke dar, so dass die Temperatur des Materials im Kontaktbereich mit der Form schneller abkühlt als im Inneren. Somit entsteht eine Art Haut aus nicht geschäumtem Elastomermaterial. Im Inneren bleibt die höhere Temperatur des Gemisches erhalten und führt zu einer Schaumbildung im Inneren, so dass der Schaum den innerhalb der Haut verfügbaren Raum ausfüllt. Wird der Griff aus der Form entfernt, kann bei geeigneter Temperaturgestaltung eine weitere Expansion des Schaums im Inneren der Haut zu einer Dehnung der Haut führen, was eine Verringerung der Wandstärke der nicht geschäumten Schicht zur Folge haben kann. Mit einer endgültigen Abkühlung härtet sowohl die Haut als auch der Schaum aus. Bei dem schäumenden Mittel kann es sich um feste Partikel, eine Flüssigkeit oder ein Gas handeln. Insbesondere ist das schaumbildende Mittel endotherm ausgebildet. Im Verhältnis zwischen dem Elastomermaterial und dem schaumbildenden Mittel findet eine Konzentration von 1-10 % Einsatz.
Weitere Griffe für Schlag- und Stoßwerkzeuge sind in US 5,490,437 und US 6,619,408 B1 beschrieben.
DE 299 04 043 U1 betrifft ein Einsatzgebiet, welches Stoß- und Schlagwerkzeugen verwandt ist, nämlich eine Maschine wie beispielsweise eine Schlagbohrmaschine, ein Schleifgerät o. ä. Eine Griffschale, die beispielsweise aus Kunststoff oder Metall gebildet ist, ist mit einer Oberflächenbeschichtung aus Polyurethan versehen, die eine unterschiedliche Zellstrukturierung aufweisen kann.
Griffe für sonstige Einsatzzwecke
US 4,023,606 offenbart eine Anordnung eines Blattes eines Eispickels in einer rohrförmigen Hülse. Ein geschäumtes Kunststoffmaterial ist zwischen die Hülse und den Schaft eingespritzt.
US 4,338,270 betrifft einen Griff für einen Golfschläger, der reibschlüssig auf den Schaft aufbringbar ist. Der Griff ist mit einer Hülse aus einem flexiblen Schaum gebildet, der radial außenliegend eine Oberflächenhaut ausbildet. Die nicht zellförmige oder poröse Außenhaut besitzt eine Dicke von ungefähr 0,005 Inch bis 0,020 Inch (0,127 bis 0,508 mm). Der Schaumbereich weist eine Härte von zwischen 55 und 65 Shore A auf. Die äußere Haut dient als Schutz gegen Abrasion oder Erosion des Griffs im Gebrauch. In einem Endbereich besitzt der Griff eine Kappe, die eine innenliegende sowie eine außenliegende Hülse besitzt, wobei die vorgenannten Hülsen über radial orientierte Rippen miteinander verbunden sind. Während die außenliegende Hülse die Mantelfläche im Endbereich bildet, dient die innenliegende Hülse einer Abstützung der Kappe an dem Schaft. Für die Kappe kommt ein Material mit einer Härte zwischen 70 und 90 Shore A zum Einsatz. Mögliche für den den Griff bildenden Schaum einsetzbare Materialien sind Polyurethan in Verbindung mit Polyol und Isocyanat. Als Treibmittel findet vorzugsweise Trichloromonofluoroethan Einsatz. Für einen Werkzeuggriff, insbesondere Schraubendrehergriff, ist eine Außenschicht von weniger als 0,2 mm Dicke zu dünn und nicht haltbar genug für die hohe Beanspruchung eines Werkzeuggriffes.
US 5,355,552 betrifft einen luftgefederten Griff für einen Tennisschläger, einen Hammer, ein Fahrrad o.ä. zur Absorption von Stößen. Hierzu besitzt der Griff Hohlkammern, in denen Luft, ggf. unter einem erhöhten Druck, angeordnet ist.
US 4,321,040 offenbart einen zweiteiligen Griff für ein medizinisches Gerät, bei dem zwischen einer flexiblen äußeren Hülse und einem Griffkern ein Verformungen ermöglichender Zwischenraum vorgesehen ist.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Griffs für einen Schraubendreher vorzuschlagen, mit dem bei einfacher Ausgestaltung der erforderlichen Verfahrensschritte ein Griff mit guten eingangs aufgelisteten alternativen oder kumulativen Bewertungskriterien herstellbar ist.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß Lösung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Lösungen ergeben sich entsprechend den Merkmalen der abhängigen Ansprüche 2 bis 11. Ein erfindungsgemäß hergestellter Griff ergibt sich entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 12.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Griff besitzt zunächst einen Griffkern aus einem harten Material, der einer festen Aufnahme eines Schafts des Schraubendrehers dient. Während der Schaft einer Übertragung von Kräften und Betätigungsmomenten zu einer Funktionsfläche des Werkzeugs oder einem Halter für ein Bit dient und beispielsweise mit Metall gebildet ist, dient der Griffkern der zuverlässigen Anbindung des Griffs an dem Schaft. Durchaus möglich ist, dass der Griffkern einen Teil einer Mantelfläche des Griffs bildet, wobei in diesen Teilbereichen eine unmittelbare Übertragung von Kräften des Benutzers für den Griffkern zu dem Schaft gewährleistet ist. Beispielsweise handelt es sich bei derartigen Teilbereichen um eine endseitige Kuppe eines Handgriffs für einen Schraubendreher, über die mit einem Schlagwerkzeug Kräfte auf den Griff aufgebracht werden können. Oftmals sind derartige Teilbereiche auch in dem der Kuppe gegenüberliegenden Endbereich eines Griffs anzutreffen. Der Griffkern ist vorzugsweise mit einem Hartkunststoff gebildet. Ein derartiger Griffkern kann beispielsweise auf den Schaft des Werkzeugs aufgespritzt werden und eine dauerhafte, stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung mit dem Schaft eingehen. Ebenfalls möglich ist, dass der Schaft auswechselbar in den Griffkern einsetzbar ist.
Radial außenliegend ist der Griffkern von einer Griffkernummantelung umgeben, die sich lediglich fertigungsbedingt ergibt oder einer besseren Anbindung von weiteren, radial außenliegenden Schichten an den Griffkern dienen kann. Der Griff besitzt weiterhin eine Außenschicht, die mit einer Hand des Benutzers des Schraubendrehers in Wechselwirkung tritt. Möglich ist, dass die Außenschicht in Umfangsrichtung umläuft, so dass Trennfugen der Außenschicht vermieden werden, die im Betrieb des Griffes mit Aufbringungen großer Kräfte auf die Außenfläche der Außenschicht zu Quetschungen oder anderweitigen Verletzungen der Hand des Benutzers führen können.
Zwischen der genannten Außenschicht und der Griffkernummantelung ist eine Zwischenschicht angeordnet, die weicher ist als die Außenschicht. Insbesondere die Schichtdicke, Steifigkeit und/oder Porosität der Außenschicht ist erfindungsgemäß derart gewählt, dass bei einer Beaufschlagung des Griffs durch eine Hand eines Benutzers eine elastische Verformung sowohl der Außenschicht als auch der Zwischenschicht erfolgt. Vorzugsweise sind Griffkern, Griffkernummantelung, Zwischenschicht und Außenschicht stoffschlüssig miteinander verbunden.
Dieser Aspekt der Erfindung baut auf auf der Erkenntnis der Anmelderin entsprechend der Anmeldung WO 2006/069759 dahingehend, dass bei einer Gestaltung eines Handgriffs ein Zielkonflikt zu lösen ist:

– Einerseits wird die Anpassbarkeit eines Griffmantels an eine Hand eines Benutzers und an Hände unterschiedlicher Größen und damit Möglichkeiten einer Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Hand und Mantelfläche der Außenschicht vergrößert, wenn die Steifigkeit des den Griff bildenden Materials in radialer Richtung verringert wird.
– Andererseits ist für eine Übertragung großer Drehmomente über den Griff und/oder für eine auch bei harten Einsatzzwecken beständige Mantelfläche der Außenschicht ein möglichst steifes oder hartes Material des Griffs gewünscht.

Während dieser Zielkonflikt gemäß dem Stand der Technik durch eine Steifigkeitsoptimierung nach Einzelfall Rechnung getragen wird oder aber durch

– Teilbereiche der Außenschicht mit hoher Steifigkeit, die vorrangig einer Übertragung des Drehmoments dienen, sowie
– Teilbereiche der Außenschicht mit geringer Steifigkeit, die die Haptik des Handgriffs verbessern sollen,

Ein weiterer Aspekt der Erfindung widmet sich der Übertragung eines Umfangsmoments oder Betätigungsmoments, welches von dem Benutzer auf die Mantelfläche des Griffs für den Schraubendreher aufgebracht wird und zu dem Schaft übertragen werden soll. Obwohl, wie zuvor erläutert, eine gewisse radiale Nachgiebigkeit des Griffs gewährleistet ist, bildet die Außenschicht u. U. einen verhältnismäßig steifen "Ring", der ein derartiges Betätigungsmoment aufnehmen kann. Würde dieses Betätigungsmoment ausschließlich über eine weiche Zwischenschicht übertragen werden, würde sich für den Handgriff eine Federwirkung mit wirkenden Betätigungsmomenten ergeben, die unerwünscht ist. Erfindungsgemäß wird eine derartige Federwirkung und die Zwischenschicht zumindest teilweise durch Rippen "überbrückt", die eine teilweise, unmittelbare oder mittelbare Verbindung der Außenschicht mit der Griffkernummantelung darstellen. Die prinzipielle Wirkung derartiger Rippen oder entsprechender Überbrückungsstege sind der Voranmeldung der Anmelderin vom 10.08.2006 mit dem Titel "Handgriff für ein Werkzeug" zu entnehmen.
Alternativ oder kumulativ kann die Ausbildung der Außenschicht steifer als die Zwischenschicht zu einer auch in rauen Einsatzbedingungen beständigen oder harten äußeren Mantelfläche des Griffs des Schraubendrehers führen.
Während die unterschiedlichen Schichten des Schraubendrehers gemäß dem Stand der Technik oftmals mit unterschiedlichen Materialien gebildet werden, die während der Fertigung über unterschiedliche Fertigungswege und/oder unterschiedliche Formen dem Schaft mit dem Griffkern zugeführt werden müssen, findet bei einer ersten Herstellungsweise für die Griffkernummantelung, die Außenschicht und die Zwischenschicht dasselbe Grundmaterial Einsatz, wobei die unterschiedlichen Steifigkeiten der Schichten durch unterschiedliche Porositäten derselben hergestellt werden. Gleichzeitig ist für die Fertigung von Außenschicht, Zwischenschicht und Griffkernummantelung u. U. lediglich eine einzige Form erforderlich, in die das Material für die genannten Schichten in einem einzigen Einbringvorgang eingebracht werden kann. Das Grundmaterial wird bei dem Verfahren vordosiert in flüssiger Form in die Form eingebracht, durch die entsprechende Misch – und Zuführeinrichtung entweder drucklos in die offene Formkavität, die nach dem Einfüllen geschlossen wird, oder in die geschlossene Form durch eine oder mehrere Einfüllöffnungen.
Einen abweichenden Herstellungsweg geht diesbezüglich die nicht vorveröffentlichte internationale Patentanmeldung PCT/EP2006/006045 der Anmelderin. In dieser Anmeldung wird ein Herstellungsverfahren offenbart, bei dem zunächst ein Griffkern mit Schaft in einer Form angeordnet wird. In die Form wird ein erstes Material eingespritzt, welches die zwischen Griffkern und Kavität gebildeten Zwischenraum nicht vollständig ausfüllt. Das erste Material kann sich an der Mantelfläche des Griffkerns und der Kavität der Form ablagern und hier schneller abkühlen als andere Teilvolumina des ersten Materials. Vor einem endgültigen Aushärten des ersten Materials wird in das erste Material ein zweites Material eingespritzt, welches weicher ist als das erste Material. Das zweite Material drängt noch flüssige Teilvolumina des ersten Materials radial nach innen und nach außen und lagert sich somit zwischen einer Außenschicht aus dem ersten Material und einer Griffkernummantelung des ersten Materials ab. Für den Fall, dass mehrere Einspritzöffnungen vorgesehen werden, ist auch möglich, dass erstes Material von einer Eintrittsöffnung von zweitem Material in Umfangsrichtung verschoben wird, wobei zwischen Materialströmen des zweiten Materials von gegenüberliegenden Einspritzöffnungen radial orientierte Stege des ersten Materials ausgebildet werden können, die die Griffkernummantelung und die Außenschicht überbrücken. Während für ein derartiges Verfahren also die Fertigung der Griffkernummantelung, der Außenschicht und der Zwischenschicht in einer einzigen Form ermöglicht ist, ist eine sorgfältige Steuerung der Materialflüsse für das erste Material und das zweite Material erforderlich, damit sich Zwischenschicht, Griffkernummantelung und Außenschicht mit der gewünschten Lage und Schichtdicke ausbilden.
Erfindungsgemäß findet ein PUR-Verfahren Einsatz, welches ein Integralschaumverfahren ist mit einem Polyurethan-Material. Diesem Verfahren liegt eine Mischung von zwei flüssigen Grundkomponenten zu grunde, die miteinander zu einem einzigen unter Schaumbildung elastisch „ausgehärteten" Kunststoff reagieren. Eine derartige Mischung kann in geeigneten Einrichtungen vor dem Einbringen dieses einzigen Kunststoffgemisches erfolgen, so dass der so hergestellte flüssige Kunststoff anschließend in die Form eingebracht werden kann. Ebenfalls denkbar ist, dass ein Mischen der beiden Grundkomponenten zumindest teilweise in der Form erfolgt. Ist einmal der Kunststoff derart gemischt, liegt der Erfindung die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass trotz dieses einzigen Rohmaterials in Form des flüssigen Kunststoffs eine Ausbildung einer Griffkernummantelung, der Zwischenschicht und der Außenschicht mit unterschiedlichen Steifigkeiten möglich ist. Diese unterschiedlichen Steifigkeiten werden durch unterschiedliche Porositäten des Kunststoffs nach dem Aushärten des flüssigen Kunststoffs erzielt. Bei den unterschiedlichen Schichten Griffkernummantelung, Zwischenschicht und Außenschicht handelt es sich nicht zwingend um diskrete voneinander abgegrenzte Schichten. Vielmehr ist im wesentlichen ein kontinuierlicher Übergang zwischen den einzelnen Schichten gegeben Das PUR-Kunststoff-System ermöglicht die Erzeugung von Überzügen oder Schichten oder die von Teilen mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften im Hinblick auf Härte, Zähigkeit, Elastizität usw. dadurch, dass am Ort der Produktion vielfältige Mischungen aus den Grundkomponenten und Zusatzkomponenten hergestellt werden können, die je nach Verwendungszweck des Endproduktes formuliert sind.
Zur Bildung dieser Schichten wird erfindungsgemäß eingesetzt, dass die beiden gewählten Grundkomponenten in der Form miteinander reagieren. Infolge der Reaktion der Grundkomponenten und eines Treibmittels kommt es zur Ausbildung von Poren in dem noch flüssigen, langsam aushärtenden Kunststoff, die Bereiche verringerter Steifigkeit in dem Material darstellen, so dass eine über einen größeren Bereich gemittelte Steifigkeit verringert ist.
Für eine Ausbildung der unterschiedlichen Schichten sind zwei alternative oder kumulative Phänomene verantwortlich:

a) Einerseits kann sich durch die Gestaltung der physikalischen Bedingungen, insbesondere die Kontakttemperatur mit der Kavität der Form und der Griffkernummantelung, ein Temperaturgefälle ausbilden, welches für die Ausbildung von Poren in dem Bereich der Zwischenschicht, der Außenschicht und der Griffkernummantelung verantwortlich ist. Da das Treibmittel durch die Wärme aktiviert wird, die bei der Reaktion der Kunststoffkomponenten miteinander entsteht, wird die Porenbildung, betrieben durch das Treibmittel, im Bereich der Wandung der Formkavität, wegen der hier niedrigeren Temperatur in der Kunststoffmasse, geringer sein als im zentralen Bereich der Kunststoffmasse. Ebenso wird die Porenbildung um den Griffkern herum geringer sein, weil auch hier die Kunststoffmasse etwas abgekühlt ist, wegen der niedrigeren Wärmeleitfähigkeit des Griffkernes allerdings nicht so stark wie im Bereich der Wandung der Formkavität. Deshalb wird die Dicke der Griffkernummantelung normalerweise geringer sein als die Dicke der Außenschicht, oder die Porösität der Außenschicht ist geringer als die der Griffkernummantelung. Die Dichte der Poren in der Kunststoffmasse verändert sich in radialer Richtung nicht sprunghaft, sondern, entsprechend dem Temperaturgefälle, kontinuierlich.
b) Bestimmend für die Porenbildung ist andererseits die Art des verwendeten Treibmittels. Wasser als Treibmittel bewirkt eine Porenbildung mit relativ geringem Druck, sodass normalerweise die Außenschicht und die Griffkernummantelung noch leicht porös sind. Bei Verwendung von Pentan als Treibmittel entsteht ein höherer Druck, und es bildet sich eine Außenschicht aus, die weitgehend porenfrei ist und eine dichte Struktur hat, das gleiche gilt für die Griffkernummantelung, wenn auch in geringerem Maße. Die Dicke dieser Schichten wird, wie bereits beschrieben, durch die Temperaturen der Kontaktflächen, aber auch durch die Dosierung des Treibmittels beeinflusst.

Durch die Gestaltung des Drucks, die Vorgabe der Menge des in die Form eingespritzten Kunststoffs, die Mengenverhältnisse der gemischten Komponenten, die Verwendung verschiedener Treibmittel, die Gestaltung der Temperatur und/oder Druckverhältnisse kann also eine Schichtdicke von Außenschicht, Zwischenschicht und Griffkernummantelung sowie die sich einstellende Porosität der genannten Schichten auf einfache Weise vorgegeben werden. Da der elastische Griffkörper aus einem einzigen Kunststoff besteht und die Porösität der Schichten – und damit deren Steifigkeit – in radialer Richtung nicht sprunghaft sondern mit einer kontinuierlichen Veränderung ineinander übergeht, werden bei Belastung, insbesondere durch eine Torsionskraft, Spannungsspitzen zwischen den Schichten vermieden, die zu einem Abreißen führen könnte.
Für die Ausbildung der Rippen oder Stege, über die eine Verbindung der Außenschicht mit der Griffkernummantelung gegeben ist, gibt es vielfältige Möglichkeiten. Eine Aussteifung der elastischen Schichten durch Rippen – am Griffkern einstückig angesetzt – oder Stege ist zweckmäßig, um dem elastischem Griffkörper eine gute Torsionssteifigkeit zu geben Die Rippen oder Stege können Teil der Griffkernummantelung sein. Ebenfalls möglich ist, dass die Rippen oder Stege radial orientierte Verbindungen zwischen Außenschicht und Griffkernummantelung darstellen, wobei die Stege sich ebenfalls aus dem flüssigen Kunststoff ausbilden, aber normalerweise eine größerer Porösität aufweisen, als die Außenschicht und/oder Griffkernummantelung. Die Rippen müssen sich hierbei nicht zwingend vollständig zwischen Außenschicht und Griffkernummantelung erstrecken, sondern können bspw. auch nur in die Griffkernummantelung und/oder oder Zwischenschicht hineinragen.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung können die Griffkernummantelung und die Außenschicht nach einem Aushärten des flüssigen Kunststoffs ungefähr eine gleiche Porosität aufweisen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine derartige Ausgestaltung einfach gewährleistet werden, wenn sich im Kontaktbereich des flüssigen Kunststoffs einerseits mit der Griffkernummantelung und andererseits mit der Kavität der Form ein ungefähr gleiches Reaktionsverhalten der beiden Grundkomponenten, und eine entsprechende Porenbildung ergibt.
Für eine erfindungsgemäße Weiterbildung des Verfahrens besitzt die Außenschicht nach dem Aushärten eine geschlossene, vorzugsweise matte Mantelfläche. Eine derartige Mantelfläche stellt eine besonders angenehme und wirksame Kontaktfläche für die Hand des Benutzers dar.
Andererseits ist eine geschlossene Mantelfläche von Vorteil bei rauen Einsatzbedingungen und der Gefahr der Kontamination der Mantelfläche mit Verunreinigungen oder Flüssigkeiten. Als zweckmäßig wurde für die Außenschicht eine Dicke von 0,2 bis 2,5 mm gefunden, besonders vorteilhaft eine Dicke von 0,5 bis 1,5 mm. Dünnere Schichtdicken ergeben sich, beziehungsweise werden eingestellt, und sind vorteilhaft im Hinblick auf die gewünschte Elastizität, bei kleineren Griffen. Größere Schichtdicken werden eingestellt bei größeren Griffen, insbesondere wenn sie für eine starke Beanspruchung vorgesehen sind.
Für eine besondere Ausgestaltungsform der Erfindung handelt es sich bei einer ersten Grundkomponente, die zu dem flüssigen Kunststoff gemischt wird, um Polyol, während eine zweite Grundkomponente mit Isocyanat oder Poly-Isocyanat gebildet ist. Bei diesen beiden Grundkomponenten handelt es sich um viskose Flüssigkeiten, die sich gut mischen lassen. Bei der Mischung von Isocyanaten und Polyolen kommt es zu Reaktionen und Vernetzungen zwischen Gruppen des Isocyanats und Hydroxy-Gruppen des Polyols. Nach Aushärtung dieses Gemisches bildet sich ein dauerelastischer Schaum. Das Aufschäumen der beiden Grundkomponenten durch die erfindungsgemäße Reaktion lässt sich vereinfacht erläutern mit dem Vergleich mit einem Backpulver als Teigmittel, der in einem Kuchenteig aufgeht. Dabei gibt das Treibmittel Kohlendioxid ab, welches den Kuchenteig locker macht und ihm Volumen gibt. Das Kohlendioxid bei dem Aufschäumen des flüssigen Kunststoffs stammt direkt aus einer exothermen Reaktion von Isocyanat und einer geringen Menge Wasser, die in dem Polyol enthalten ist. Als intensiver als Wasser wirksames Treibmittel wird Pentan (Amylhydrid) verwendet. Durch die Reaktion mit Volumenzuwachs kann weiterhin dafür Sorge getragen werden, dass der Kunststoff einerseits an die Kavität der Form und andererseits radial innenliegend an den Griffkern angepresst wird.
Die zuvor erläuterte Reaktion der Grundkomponenten in dem Gemisch stellt ein "chemisches Aufschäumen" dar. Zusätzlich hierzu kann erfindungsgemäß ein „physikalisches Aufschäumen" eingesetzt werden. Bei einem derartigen Aufschäumen ist in dem der Form zugeführten flüssigen Kunststoff ein Gas aufgenommen. Die Aufnahmefähigkeit des flüssigen Kunststoffs für ein derartiges Gas ist abhängig von dem Druck, unter dem der flüssige Kunststoff steht. Der flüssige Kunststoff wird erfindungsgemäß der Form unter einem Druck zugeführt, während während des Aushärtens des Kunststoffs in der Form ein geringerer Druck vorherrscht. Dies hat zur Folge, dass bei derartig verringertem Druck überschüssiges Gas in dem Kunststoff Poren ausbildet, u. U. zusätzlich zu den infolge der chemischen Reaktion ausgebildeten Poren. Durch die Gestaltung der Verhältnisse zwischen chemischer Ausbildung der Poren und physikalischer Ausbildung der Poren ist es u. U. auch möglich, die Porosität der einzelnen Schichten und die Schichtdicken zu beeinflussen, so dass ein weiterer Stellparameter für die Fertigung gegeben ist.
Ein weiterer Vorschlag der Erfindung beschäftigt sich mit der Ausbildung eines Überbrückungsstegs, zwischen Griffkern und Außenschicht, der gegenüber der Zwischenschicht eine größere Steifigkeit aufweist, d. h. eine geringere Porosität aufweist, und somit eine Verbindung zwischen Außenschicht und Griffkernummantelung darstellt, die letztlich einer verbesserten Übertragung von Kräften und Momenten dient. Andererseits kann ein derartiger Überbrückungssteg die Ausbildung von Spannungsspitzen zwischen Materialbereichen unterschiedlicher Steifigkeiten vermindern.
Gemäß einer ersten Ausbildungsform besitzt der Griffkern mindestens eine Rippe, die sich nur teilweise radial in die Zwischenschicht erstreckt. Mit der erfindungsgemäßen Herstellung bildet sich an der Rippe der Überbrückungssteg aus, vorzugsweise im Bereich der seitlichen, radial orientierten Begrenzungen der Rippe und ggf. an einer radial außenliegenden Stirnseite der Rippe.
Gemäß einer alternativen oder kumulativen Ausgestaltungsform können in die Form Einlagen eingelegt werden, die die Ausbildung eines Überbrückungsstegs fördern. Bei derartigen Einlagen kann es sich um Starrkörper handeln, die zusätzlich zu den Überbrückungsstegen eine Steifigkeit bereitstellen. Ebenfalls möglich ist es, über die Einlagen die chemische Reaktion der Grundkomponenten des Kunststoffs zu beeinflussen, so dass sich im Bereich der Einlagen verstärkt Poren bilden oder gerade keine Poren bilden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Ausbildung des Überbrückungsstegs durch Gestaltung der physikalischen Bedingungen beeinflusst werden. Denkbar ist hierbei, dass beispielsweise in Umfangsrichtung der Kunststoff in der Form unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt wird und/oder der flüssige Kunststoff einer Strahlung ausgesetzt wird.
Von Vorteil ist für die sich einstellende Struktur der ausgehärteten Schichten, wenn dem flüssigen Kunststoff in der Mischanlage eine weitere Komponente zugeführt wird, die insbesondere ein die Vernetzung förderndes Material und/oder ein kettenverlängerndes Material ist.
Ein Griff mit besonders günstigen mechanischen und haptischen Eigenschaften ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn die Dichte der Zwischenschicht 0,2 bis 0,7 gr/ccm beträgt, vorteilhaft zwischen 0,25 und 0,6 gr/ccm und/oder die Härte des Griffkörpers, gemessen auf der Außenschicht außerhalb der durch radiale Rippen und/oder Stege versteiften Zone 25 bis 65 Shore A beträgt, mit besonderem Vorteil 30 bis 50 Shore A.
Bei einer zweiten Herstellungsweise wird die „Zwischenschicht" als erste Schicht in einem ersten Produktionsschritt in einer ersten Form um den Griffkern in gleicher Weise wie bei der ersten Herstellungsweise aufgebracht, wobei normalerweise auch eine Griffkernummantelung entsteht. Für die Herstellung der Zwischenschicht wird eine erste Mischung aus den Polyurethan-Komponenten eingesetzt, die durch ihre Zusammensetzung die gewünschte Porösität beziehungsweise Elastizität und Härte der Schicht ergibt. In einem zweiten Produktionsschritt wird der Griff mit der ersten Schicht in eine zweite Form eingelegt, deren Kavität größer ist als die der ersten Form. In den verbleibenden freien Raum wird wiederum flüssige Kunststoffmasse eingefüllt, die nach dem Aufschäumen und Aushärten die Außenschicht bildet. Die Mischung der Kunststoffmasse für die Außenschicht ist jedoch eine andere als die für die Zwischenschicht verwendete, sodass eine andere Porösität, Härte, Dichte und Haptik der Mantelfläche erzielt wird. Die Außenschicht kann so in ihren Eigenschaften abgestimmt werden, dass die gewünschten Eigenschaften der Außenschicht und Mantelfläche optimal erreicht werden. Es kann zum Beispiel eine höherer Härte beziehungsweise Festigkeit – und damit bessere Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigungen – erreicht oder eingestellt werden, als wenn die Außenschicht aus nur einer Mischung, wie bei der ersten Herstellungsweise, gebildet würde. Es kann auch gezielt ein bestimmter Reibwert der Mantelfläche eingestellt werden, was bei einem Griff für Schraubendreher wichtig ist. Außerdem kann die Dicke der Außenschicht genauer festgelegt werden als bei der ersten Herstellungsweise, insbesondere können größere Dicken erzielt werden. Bei der zweiten Herstellungsweise kann die Außenschicht aber auch aus den Komponenten ohne ein Treibmittel gebildet werden, sodass sie von vorneherein eine geschlossene Struktur hat. Auf diese Weise ist es möglich, der Außenschicht bestimmte Eigenschaften, zum Beispiel eine besonders hohe Zähigkeit oder einen hohen Reibungswert zu geben, ohne dass diese Eigenschaften durch eine Porenbildung verändert werden. Durch die Kombination der unterschiedlichen Eigenschaften der beiden Schichten lassen sich bestimmte gewünschte Eigenschaften des Griffes vielfältiger bestimmen als bei der ersten Herstellungsweise. Es kann zum Beispiel die Zwischenschicht weich mit einer Härte von 20 Shore A ausgeführt werden und die Außenschicht härter mit einer Härte von 65 oder 75 Shore, wobei auch durch Variation der Schichtdicken – zum Beispiel geringere Dicke der Außenschicht bei größerer Härte oder umgekehrt – die gewünschte Elastizität und Steifigkeit des Griffes eingestellt werden kann. Da auch bei der zweiten Herstellungsweise die beiden Schichten im wesentlichen aus den gleichen Grundkomponenten des Polyurethan-Systems aufgebaut sind, gehen sie in eine feste stoffliche Verbindung ein.
Durch die konstruktive Formgebung des Griffkerns und der von ihm ausgehenden Rippen sowie der Zwischenschicht kann eine direkte Verbindung vom Griffkern zur Außenschicht gezielter hergestellt werden als bei der ersten Herstellungsweise und zwar in Form von Stegen, die aus dem Polyurethan-Kunststoff der Außenschicht gebildet werden und sich von ihr aus radial nach innen zur Oberfläche der Rippen erstrecken und sich stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit ihr verbinden. Auf diese Weise kann die Torsionssteifigkeit des Griffes beeinflusst oder die Elastizität des Griffes in bestimmte radiale Richtungen.
Die Herstellungsweise des Griffes mit zwei bis drei Schichten in zwei Produktionsschritten ist bei dem Schaumverfahren mit dem PUR (Polyurethan)-Kunststoff-System möglich, weil hierbei ein relativ geringer Innendruck von etwa 4 bis 6 bar in der Form entsteht. Der beim Aufbringen der Außenschicht entstehende Druck wird zwar zu einer geringen Komprimierung der Zwischenschicht führen, deren Umfang jedoch bei der Bestimmung der Mischungsparameter für die Komponenten der Zwischenschicht berücksichtigt werden können, sodass die Zwischenschicht auch nach dem Aufbringen der Außenschicht die gewünschten Elastizitäts-Eigenschaften hat. Im Gegensatz dazu treten bei der Herstellung derartiger Griffe im Spritzgießverfahren Innendrücke in der Form von 400 bis 800 bar auf, die eine poröse Zwischenschicht so stark komprimieren würden, dass sie nicht mehr porös ist und nicht mehr die durch die Porösität angestrebte Elastizität hat. Wird die Außenschicht ohne Zugabe eines Treibmittels aufgebracht, so entsteht bei der Reaktion der Komponenten kein zusätzlicher Druck. Allerdings muß die Einbringung der flüssigen Kunststoffmischung bei geschlossener Form durch mindestens eine Einfüllöffnung mit einem gewissen Druck erfolgen, damit die Verteilung um den eingelegten Griffkörper mit der Zwischenschicht flächendeckend erfolgt und eine geschlossene Außenschicht erzielt wird.
Es wurde gefunden, dass bei der zweiten Herstellungsweise etwas andere Dichten und Dicken für die Schichten zweckmäßig sind als bei der ersten Herstellungsweise. Für die Zwischenschicht ist bei der zweiten Herstellungsweise eine Dichte von 0,15 bis 0,6 gr/ccm zweckmäßig beziehungsweise eine Härte von 14 bis 25 Shore A, eine Dicke der Außenschicht von 1 bis 4 mm und eine Härte von 40 bis 75 Shore A., wobei einer größeren Dicke normalerweise eine geringere Härte zugeordnet wird, die Zuordnungen jedoch nicht in einem bestimmten Verhältnis stehen müssen. Wird die Außenschicht ohne eine Treibmittel gebildet, ist eine Schichtdicke von 1 bis 2,5 mm vorteilhaft.
Für die gute Übertragung von Kräften von der Außenschicht auf den Griffkern ist nicht nur die richtige Abstimmung der Steifigkeiten der Schichten wichtig, sondern auch eine gute stoffschlüssige Verbindung der Zwischenschicht beziehungsweise der Griffkernummantelung mit der Oberfläche des Griffkernes. Aus der Reaktion der Grundkomponenten entsteht Poyurethan. Dieser Kunststoff geht nicht mit allen anderen Kunststoffarten in eine stoffliche Verbindung ein, sondern insbesondere nur mit Polyurethan, Polyamid und ABS. Der Griffkern kann aus diesen Kunststoffen hergestellt werden, jedoch sind diese verhältnismäßig teuer. Als Material für Werkzeuggriffe hat sich Polypropylen sehr bewährt, ein verhältnismäßig kostengünstiger Kunststoff. Wie gefunden wurde, geht der Polyurethanschaum mit der Oberfläche eines aus Polypropylen gefertigten Griffkerns eine gute stoffliche Verbindung ein, wenn die Oberfläche des Griffkernes durch Beflammen oder Aktivieren mit einem Aktivierungsgas, insbesondere durch Fluorieren, behandelt wurde.
Eine direkte, gut haftende Verbindung von Polyurethanschaum entsteht allerdings auch mit Holz oder Stahl, sodass ein Griffkern auch aus diesen Materialien gebildet sein könnte.
Wichtig beim dem beschriebenen Verfahren ist weiterhin, dass die in der Formkavität eingeschlossenen Luft beim Aufschäumen des eingefüllten Kunstsoffes und der damit verbundenen Volumenvergrößerung schnell und vollständig entweichen kann. Aus der Formkavität muss deshalb eine Entlüftungsöffnung herausführen. Beim Ausfüllen der Formkavität tritt auch etwas Kunststoffmasse die Entlüftungsöffnung ein, diese Masse bildet einen kleinen Ansatz am Fertigteil.
Dieser Ansatz muss in einem zusätzlichen Arbeitsgang entfernt werden oder an einer Stelle stehen bleiben, wo er nicht stört. Bei einem Schraubendrehergriff oder einem anderen Griff ist es eine Stelle, die von der Handfläche oder den Fingern beim Umfassen des Griffes normalerweise nicht berührt wird. Eine solche Stelle ist der Bereich am vorderen kragenförmigen Ende des Griffes, an dessen Umfangsbereich oder der Stirnseite. Zweckmäßigerweise wird die Entlüftungsöffnung deshalb an einer solchen Stelle angeordnet und die Form für die Griffe unter einem Winkel so schräg angestellt, dass die Entlüftungsöffnung an der höchsten Stelle der Formkavität zu stehen kommt. Auch bei einem anders geformten Griff für ein anderes Werkzeug wird die Entlüftungsöffnung unter Beachtung der beschriebenen Gesichtspunkte positioniert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
1a bis 3 zeigen ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Griffes, wobei 1 und 3 einen Längsschnitt für unterschiedliche Verfahrensschritte darstellen und Fig. einen 1b zugeordneten Querschnitt zeigt.
4 zeigt einen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Griff im Querschnitt, bei dem ein Griffkern zwei radial orientierte Rippen aufweist.
5 zeigt einen Griff in einem Längsschnitt mit einem ungefähr rechteckförmigen Griffkern.
6 zeigt den in 5 dargestellten Längsschnitt in einem Querschnitt VI-VI.
7 zeigt eine alternative Ausführungsform eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Griffes im Querschnitt, bei dem ein Griffkern eine sternförmige Außenkontur besitzt.
8 zeigt einen mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Griff in einem Längsschnitt, bei dem sich Rippen des Griffkerns bis zu einer Außenschicht erstrecken.
9 zeigt den Griff gemäß 8 in einem Querschnitt IX-IX.
10 zeigt eine alternative Ausführungsform eines mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Griffs in einem Querschnitt.
11, 12, 13 zeigen alternative Ausführungsformen von mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Griffen jeweils in einem Querschnitt, wobei 12. durch veränderte Verfahrensparameter Überbrückungssteg mit unterschiedlicher radialer Erstreckung ausgebildet sind.
14 zeigt im Querschnitt einen Griff, bei dem zwei radiale Stege mit geringer Porösität die Griffkernummantelung mit der Außenschicht verbinden.
15 zeigt die zur besseren Entlüftung der Formkavität schräg angestellte Form.
16 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Griffes für einen Schraubendreher.
FIGURENBESCHREIBUNG
1a und 1b zeigen eine Formhälfte 1 in Längs – und Querschnitt, in die ein Schaft 2 mit einem unrunden Übertragungsquerschnitt 3, der von einem Griffkern 4 ummantelt ist, passgenau mit einer endseitigen Kuppe 5 und einem gegenüberliegenden Endbereich 6 in eine Kavität 7 der Form 1 eingelegt ist. Zwischen der Kavität 7, der Kuppe 5 und dem Endbereich 6 sowie der dazwischen liegenden äußeren Mantelfläche des Griffkerns 4 ist ein Aufnahmeraum 8 begrenzt, der in der gesamten, aus zwei Formhälften bestehenden Formkavität, doppelt so groß ist wie in der dargestellten Formhälfte, in den ein flüssiger Kunststoff 11 einbringbar ist, insbesondere drucklos. Die Füllung des Aufnahmeraumes 8 erfolgt mit einem vorgewählten Volumen des Kunststoffes 11, das auf jeden Fall kleiner ist als das Volumen des Aufnahmeraumes. Das Verhältnis der Volumina ist mit bestimmend für die Dichte der ausgeschäumten Masse und die Schichtenbildung, somit für die Steifigkeit des fertigen Griffes beziehungsweise dessen Härte.
Der flüssige Kunststoff 11 ist aus mindestens zwei Grundkomponenten gemischt, die nach dem Einbringen des flüssigen Kunststoffs 11 miteinander reagieren in Form einer chemischen Reaktion. Diese führt zu einer Volumenvergrößerung des flüssigen Kunststoffs 11 infolge von durch die Reaktion gebildetem Gas, welches in dem Kunststoff 11 eingeschlossene Poren bildet, die zu einer Verringerung der Dichte des Kunststoffs führen. Mit der chemischen Reaktion und der hiermit einhergehenden Volumenvergrößerung füllt sich der Aufnahmeraum 8 vollständig gemäß 2. Mit zunehmender Verfahrensdauer, insbesondere mit zunehmendem Abkühlen und/oder Aushärten des Kunststoffs, bildet sich in der nachfolgenden Reihenfolge radial nach außen eine Griffkernummantelung 12, eine Zwischenschicht 13 und eine Außenschicht 14 aus. Entsprechend dem in 2 dargestellten Längsschnitt kann sich die Dicke der Zwischenschicht 13 von dem mit III-III gekennzeichneten Querschnitt in beide Richtungen einer Längsachse 15-15 des Griffes 16 verringern derart, dass unmittelbar angrenzend an die Kuppe 5 sowie am oder – bei kleinen Griffen mit kleinem Querschnitt – in einigem Abstand zu dem Endbereich 6 Außenschicht 14 und Griffkernummantelung 12 zusammenlaufen. Die Außenschicht 14 sowie die Griffkernummantelung 12 sind mit geringer Porosität und relativ hoher Dichte, alternativ auch ohne Poren als geschlossene Struktur, ausgebildet, während die Zwischenschicht 13 porös ist mit einer verringerten Dichte. Abweichend zu den in den Figuren dargestellten, mit durchgezogenen Linien gekennzeichneten Abgrenzungen zwischen Außenschicht 14, Zwischenschicht 13 und Griffkernummantelung 12 können die Übergänge zwischen den einzelnen Schichten 12-14 hinsichtlich der Porösität "fließend" sein. Möglich ist ebenfalls, dass die Porosität im Bereich der Zwischenschicht 13 variiert, beispielsweise im Bereich einer mittleren radialen Erstreckung maximal ist und/oder von der maximalen Erstreckung gemäß Querschnitt III-III in beide Richtungen der Längsachse 15 abnimmt.
3 zeigt eine Alternative gegenüber der Darstellung in 1a und 1b zur Einbringung des flüssigen Kunststoffes. Hierbei wird der Kunststoff 49 durch mindestens eine Eintrittsöffnung 9 in die Form eingespritzt, wobei die beiden Formhälften 1 geschlossen sind.
4 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Griffes 16, für die der Griffkern 4 von einem Grundquerschnitt mit kreisförmiger Außenkontur sich radial in einer 12-Uhr-Orientierung und 6-Uhr-Orientierung auskragende Rippen 19, 20 aufweist. Wie in 4 dargestellt, kann die Griffkernummantelung 12 durch die Rippen 19, 20 durchbrochen werden. Ebenfalls möglich ist, dass an den Seitenflächen 21, 22 der Rippen 19, 20 und/oder Stirnflächen 23 der Rippen 19, 20 eine Schicht 24 ausgebildet ist, die somit die Griffkernummantelung 12 um die Rippen 19, 20 fortsetzet (in 4 nicht dargestellt). Im Bereich der Rippen 19, 20 ist die Dicke der Zwischenschicht 13 sprungartig verringert. Die Zwischenschicht 13 besitzt beispielsweise eine grundsätzliche radiale Erstreckung zwischen 3 und 8 mm, beispielsweise 3,5, 4 oder 6 mm, während eine minimale Erstreckung im Bereich der Stirnflächen 23 und des kleinsten Durchmessers des Griffes zwischen 0,5 und 3 mm, insbesondere 1 mm und 2,5 mm, liegt oder kleiner ist als 1,5 mm, 2 mm oder 2,5 mm. Der in 4 dargestellte Radius R1 der Rippen 19, 20 beträgt ca. 60, 70, 80 oder 90 % (± 10°) des Radius R2 des Griffes 16.
Die Außenkontur einer Mantelfläche 29 der Außenschicht 14 kann im Querschnitt beliebig sein, beispielsweise rund, oval, hexagonal, wobei es von Vorteil ist, wenn die Rippen 19, 20 in dem Umfangsbereich der Ecken der Außenkontur der Außenschicht 14 angeordnet sind.
5 zeigt eine Ausführung, bei der die Rippen 19, 20 oder die radial erweiterte Kontur des Griffkernes (6) – wie in 6 dargestellt – in ihrer radialen Erstreckung und Verlauf in Längsrichtung ungefähr der Außenkontur des Griffes 16 folgen und dadurch einen relativ großen Hebelarm für die Übertragung eines Drehmomentes auf den Griffkern 6 bieten und gleichzeitig eine Verteilung der sich aus dem Drehmoment ergebenden Pressung auf die Zwischenschicht 13 auf eine große Fläche.
6 zeigt eine Ausführungsform, für die der Griffkern 4 eine grundsätzlich rechteckförmige Querschnittskontur aufweist mit gegenüber einer runden Kontur radial nach außen orientierten Erweiterung 25, 26, im Bereich welcher die Dicke der Zwischenschicht 13 verringert ist. Für die Veränderungen der Dicke der Zwischenschicht 13 und die Verhältnisse der Radien R1, R2 gilt das zuvor Gesagte. In radialer Erstreckung kann der Griffkern ebenfalls in Längsrichtung der Außenkontur des Griffes folgen.
7 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Griffes, bei der die Außenkontur des Griffkerns 4 ungefähr sternförmig mit sechs Zacken ist, die jeweils eine Rippe mit radial nach außen abnehmender Breite bilden.
8 und 9 zeigen eine alternative Ausführungsform eines Griffes 16, die in erster Näherung der in 4 dargestellten Ausführungsform entspricht. Allerdings durchsetzen für diese Ausführungsform die Rippen 19, 20 die Zwischenschicht 13 vollständig, so dass die Stirnfläche 23 der Rippen 19, 20 stoffschlüssig an der Außenschicht 14 angebunden ist. Die Zwischenschicht 13 ist somit in zwei Teilumfangsbereiche aufgeteilt. In in 9 nicht dargestellter Weise können sich Überbrückungsstege 24 mit einer Porosität entsprechend der Griffkernummantelung 12 auch über die Seitenflächen 21, 22 der Rippen 19, 20 erstrecken. Auffällig ist in 9, dass die Außenschicht 14 eine gegenüber 4 vergrößerte Dicke besitzt, die auch größer ist als die Dicke der Griffkernummantelung 12.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Griffes 16, bei der der Griffkern ungefähr rechteckförmig ausgebildet ist mit Erweiterungen 25, 26, die sich in diesem Fall bis zu der Außenschicht 14 erstrecken und stoffschlüssig an diese angebunden sind. Seitlich ist der Griffkern 4 von der Griffkernummantelung 12 umgeben. Auch für diese Ausführungsform ist die Zwischenschicht 13 auf zwei Umfangsteilbereiche aufgeteilt. Eine radiale Erstreckung 27 der Außenschicht 14 beträgt beispielsweise 30 % bis 100 % der radialen Erstreckung 28 der Zwischenschicht 13, gemessen an der Stelle des größten Durchmessers des Griffes 16. Eine Außenschicht 14 mit einer solchen Dicke ist besonders widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchung. Eine Abstimmung der radialen Erstreckung der Rippen 19, 20 oder des Griffkerns mit den Erweiterungen 25, 26 wie in 9 bis 10 dargestellt, kann auch bei dünneren Außenschichten vorgesehen werden. Griffe mit dicken Außenschichten, wie in den 9 bis 12 dargestellt, können in beiden Herstellungsweisen gefertigt werden, wobei die zweite Herstellungsweise wegen der Möglichkeit, die Eigenschaften der Zwischenschicht und Außenschicht gut aufeinander abzustimmen, vorzuziehen ist. Für alle Figuren gilt, dass die Schichtdicken nicht proportional zu den Griffdurchmessern oder den angegebenen Dicken dargestellt sind, sondern beispielhaft den Unterschied zwischen dünnerer und dickerer Außenschicht zeigen sollen.
11 bis 13 zeigen Ausführungsformen eines Griffes 16, bei denen der Griffkern mit sechs Rippen 19, 20 ausgebildet ist, wobei die Rippen 19 in 12-Uhr-Position und 6-Uhr-Position länger ausgebildet sind als die anderen vier Rippen 20. Die Längen der Rippen und oder ihre Positionen am Umfang des Griffkernes können jedoch auch anders vorgesehen sein. Die sechs Rippen 19, 20 sind gleichförmig über den Umfang verteilt und weisen jeweils in Richtung einer Ecke der hexagonalen Außenkontur der Außenschicht 14. Während 11 zeigt, dass die Rippen die Griffkernummantelung 12 durchsetzen, schließen in den 12 an die Stirnfläche 23 der Rippen in 12-Uhr-Position und 6-Uhr-Position Überbrückungsstege 24 an. In 13 umfasst die Überbrückungsstege 24 auch die Seitenflächen 21, 22 der Rippen 19, 20.
14 zeigt, dass sich bei Einfüllöffnungen 9, 10 in einer 12-Uhr-Position sowie 6-Uhr-Position in einer 3-Uhr-Position sowie einer 9-Uhr-Position Überbrückungsstege 17, 18 bilden, die die Griffkernummantelung 12 und die Außenschicht 14 miteinander verbinden, wobei die Überbrückungsstege 17, 18 ebenfalls von dem flüssigen Kunststoff 11 ausgebildet werden und gegenüber der Zwischenschicht 13 in ausgehärtetem Zustand eine verringerte Porosität aufweisen oder wie die Griffkernummantelung 12 und die Außenschicht 14 als geschlossene Struktur ausgebildet sind. Eine Ausbildung der Überbrückungsstege 17, 18 kann durch die Gestaltung der Materialflüsse für das Einbringen des flüssigen Kunststoffs 11 in die Form 1 gefördert werden oder durch Gestaltung der physikalischen Bedingungen in diesem Umfangsbereich der Form, beispielsweise Druck, Kühlung oder Erzeugung einer gezielten Strahlung in der Form. Ebenfalls möglich ist, dass zur Ausbildung der Überbrückungsstege 17, 18 in der Form Zusatzmaterial angeordnet ist, welches die chemische Reaktion im Bereich der Überbrückungsstege 17, 18 beeinflusst oder die Bindungseigenschaften des flüssigen Kunststoffs 11 für das enthaltene Gas beeinflusst.
15 zeigt die unter einem Winkel schräg gestellte Form 1 in einem Längsschnitt mit dem in der Form liegenden Griff 16. Am vorderen Ende 16 des Griffes ist die Entlüftungsöffnung 10 in der Form angeordnet. Sie liegt höher als alle anderen Formpunkte des Griffes 16, sodass die beim Ausfüllen der Kavität während des Schaumbildungsvorganges die Luft durch die Entlüftungsöffnung 10 entweichen kann und sich keine Fehlstellen durch eingeschlossene Luft an der Oberfläche des Griffes bilden. Die Entlüftungsöffnung 10 ist im dargestellten Beispiel am Umfang der kragenförmigen Erweiterung des Endbereiches 6 angeordnet, kann alternativ aber auch an deren vorderen Stirnfläche angebunden sein.
16 zeigt ein schematisches Blockschaltbild für das erfindungsgemäße Verfahren. In separaten Strängen dieses Blockschaltbildes werden zwei unterschiedliche Grundkomponenten 30, 31, bei denen es sich um viskose Flüssigkeiten handeln kann, Stationen 32 bzw. 33 zugeführt, in denen, u. U. unter Ergänzung einer weiteren Komponente 34, 35, eine Formulierung erstellt wird. Nach Durchlauf einer Konditioniereinheit 36, 37 kann in einer optionalen Ergänzungseinheit 38, 39 ein Vermischen mit einer weiteren Komponente 40, 41 und/oder ein Begasen mit einem Gas 42, 43 erfolgen. Über Dosiereinheiten 44, 45 werden die mit den Grundkomponenten 30, 31 gebildeten Teilvolumina einer Mischeinheit 46 zugeführt, in der diese vermischt werden, ggf. unter Ergänzung eines weiteren Gases 47 oder einer weiteren Komponente 48. Anschließend wird der derart erzeugte flüssige Kunststoff der Form 1 zugeführt, in der in einem Verfahrensschritt 50 die Grundkomponenten 30, 31 miteinander und ggf. mit weiteren Komponenten reagieren. Anschließend erfolgt ein Aushärten, ein Entformen des Griffes und ggf. eine Nachbehandlung in einem Verfahrensschritt 51.
Nach dem beschriebenen Verfahren können auch Griffe für andere Werkzeuge als Schraubendreher hergestellt werden

1: Form
2: Schaft
3: Übertragungsquerschnitt
4: Griffkern
5: Kuppe
6: Endbereich
7: Kavität
8: Aufnahmeraum
9: Einfüllöffnung
10: Entlüftungsöffnung
11: flüssiger Kunststoff
12: Griffkernummantelung
13: Zwischenschicht
14: Außenschicht
15: Längsachse
16: Griff
17: Überbrückungssteg
18: Überbrückungssteg
19: Rippe
20: Rippe
21: Seitenfläche
22: Seitenfläche
23: Stirnfläche
24: Überbrückungssteg
25: Erweiterung
26: Erweiterung
27: radiale Erstreckung
28: radiale Erstreckung
29: Mantelfläche
30: Grundkomponente
31: Grundkomponente
32: Station
33: Station
34: Komponente
35: Komponente
36: Konditioniereinheit
37: Konditioniereinheit
38: Ergänzungseinheit
39: Ergänzungseinheit
40: Komponente
41: Komponente
42: Gas
43: Gas
44: Dosiereinheit
45: Dosiereinheit
46: Mischeinheit
47: Komponente
48: Gas
49: flüssiger Kunststoff
50: Verfahrensschritt
51: Verfahrensschritt

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Griffes (16) für einen Schraubendreher mit – einem Griffkern (4) aus einem harten Material, – einer Griffkernummantelung (12), – einer Außenschicht (14) und – einer zwischen Außenschicht (14) und Griffkernummantelung (12) angeordneten Zwischenschicht (13), die weicher ist als die Außenschicht (14), wobei Schichtdicken, Steifigkeiten und/oder Porositäten der Schichten (13, 14) derart gewählt sind, dass bei einer Beaufschlagung des Griffes (16) durch die Kraft einer Hand eines Benutzers eine elastische Verformung sowohl die Außenschicht (14) und als auch die Zwischenschicht (13) erfolgt, – und mindestens einer Rippe (19, 20), einem Steg oder einer Erweiterung (25, 26), im Bereich derer oder dessen die Dicke der Zwischenschicht (13) zumindest verringert ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Griff (16) unter Einsatz eines PUR-Verfahrens hergestellt wird, b) bei dem wobei bei einer ersten Herstellungsweise die Griffkernummantelung (12), die Zwischenschicht (13) und die Außenschicht (14) durch Einbringen eines einzigen flüssigen Kunststoffs (11; 49), welcher mit Mischung von zwei Grundkomponenten (30, 31) gebildet ist, in eine Form (1) hergestellt ist, c) wobei die Grundkomponenten (30, 31) und ein Treibmittel in der Form (1) miteinander reagieren und infolge dieser Reaktion zumindest die Zwischenschicht (13) Poren ausbildet und d) nach dem Aushärten die Zwischenschicht (13) und die Außenschicht (14) unterschiedliche Porösitäten aufweisen, e) bei einer zweiten Herstellungsweise die Zwischenschicht (13) und eine Griffkernummantelung (12) in einer ersten Form aus einer ersten Mischung der Komponenten und in einer zweiten Form die Außenschicht (14) aus einer zweiten Mischung hergestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (14) nach dem Aushärten eine geringerer Porösität aufweist als die Zwischenschicht (13).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Griffkernummantelung (12) und die Außenschicht (14) nach einem Aushärten ungefähr eine gleiche Porosität aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (14) nach dem Aushärten eine geringere Porösität aufweist als die Griffkernummantelung (12).
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (14) nach dem Aushärten eine Mantelfläche (29) mit geschlossener Struktur besitzt.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Außenschicht (14) 0,2 bis 2,5 mm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Außenschicht (14) 1 bis 4 mm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Grundkomponente (30) mit Polyol (Polyetherpolyol) gebildet ist und eine zweite Grundkomponente (31) mit Isocyanat gebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass a) in dem der Form (1) zugeführten flüssigen Kunststoff (11; 49) ein Gas (42; 43; 48) aufgenommen ist, b) der flüssige Kunststoff (11; 49) der Form (1) unter einem Druck zugeführt wird und c) mit dem Gas (42; 43; 48) bei verringertem Druck in der Form (1) mit dem Aushärten Poren ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem der Form zugeführten flüssigen Kunststoff (11, 49) Pentan (Amylhydrid) als Treibmittel zur Porenbildung zugesetzt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kunststoff enthaltenes Wasser als Treibmittel zur Porenbildung dient.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffkern (4) mindestens eine Rippe (19, 20) oder eine Erweiterung (25, 26) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem flüssigen Kunststoff (11; 49) eine weitere Komponente (40; 41; 47), insbesondere ein die Vernetzung förderndes Material und/oder ein Ketten verlängerndes Material, zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (13) in ausgehärtetem Zustand eine Dichte von 0,2 bis 0,7 gr/ccm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (13) in ausgehärtetem Zustand eine Dichte von 0,15 bis 0,6 gr/ccm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte des Griffes, gemessen auf der Außenschicht (14) außerhalb der durch die Rippen (19, 20) oder Überbrückungsstege (17, 18, 24) radial versteiften Zone, 25 bis 55 Shore A beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Aktivierung der Griffkernoberfläche eine stoffschlüssige Verbindung eines Griffkernes (4) aus Polypropylen mit den elastischen Schichten (12, 13, 14) aus Polyurethan erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (1) unter einem Winkel schräg geneigt und die Kavität für den Griff (16) derart in die Form eingearbeitet ist, dass der höchste Punkt der kragenförmigen Erweiterung des Endbereiches (6) höher liegt als andere Punkte auf der Griffoberfläche und in dem Bereich des höchsten Punktes eine Entlüftungsöffnung (10) am Umfang der kragenförmigen Erweiterung oder an deren Stirnseite angeordnet ist.
Griff (16) für einen Schraubendreher, mit den Merkmalen und hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18.