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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Griffes für ein Werkzeug,
mit dem insbesondere ein Torsionsmoment übertragen werden soll. Beispielsweise
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Griffes
für einen
Schraubendreher.
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STAND DER
TECHNIK
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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 Handgrößen und
Kräfte unterschiedlicher
Benutzer des Griffes und/oder
- – das Übertragungsvermögen für Kräfte und
Momente, insbesondere Torsionsmomente für ein ein Torsionsmoment übertragendes
Werkzeug wie ein Schraubendreher.
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Aus
dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Ausgestaltungsformen
für Griffe
für Werkzeuge
und für
deren Herstellungsverfahren bekannt:
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Griffe
insbesondere für
Schraubendreher
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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.
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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,
vgl.
insbesondere DE 92
02 550 U1 , DE
43 04 965 A1 , DE
295 15 833 U1 , DE
195 39 200 A1 , DE
295 17 276 U1 , DE
299 00 746 U1 , DE
299 04 082 U1 .
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Griffe für Zangen
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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.
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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.
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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.
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Griffe für Schlagwerkzeuge
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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.
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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/Fuß
3 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).
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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.
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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.
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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.
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Griffe für sonstige
Einsatzzwecke
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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.
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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.
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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.
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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.
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AUFGABE
DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
eines Griffs für
ein Werkzeug vorzuschlagen, bei dem
- – einer
Ausgestaltung einer inneren Schicht des Griffes mit einem porösen Material
und
- – deren
Wechselwirkung mit einer äußeren Schicht
sowie
- – der
radialen Elastizität
des Griffes und
- – den
Kraftübertragungseigenschaften
des Griffes
besondere Aufmerksamkeit geschenkt ist.
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LÖSUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem
erfindungsgemäßen Verfahren
gemäß den Merkmalen des
unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich entsprechend den
Merkmalen der abhängigen
Ansprüche
2 und 3.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung baut auf auf folgendem Stand der Technik:
US 6,370,986 B1 offenbart
ein Verfahren zur Herstellung eines Griffes für ein Schlagwerkzeug, insbesondere einen
Hammer über
ein "Double Shot
Molding". Hierzu
wird ein Schaft des Hammers in eine erste Form eingelegt. In die
erste Form wird ein schäumendes
Material, beispielsweise ein mit einem Gas angereichertes Polyvinylchlorid,
eingespritzt, welches nach einem Aufschäumen und Aushärten die
erste Form vollständig
ausfüllt
und beispielsweise eine Härte
von 45 bis 65 Shore H besitzt. Nach dem Aushärten wird die durch den Schaum
gebildete innere Schicht mit dem Schaft in eine zweite Form eingelegt,
deren Kavität
größer ist
als die der ersten Form. In den Zwischenraum zwischen der Mantelfläche zwischen
der porösen
inneren Schicht und der Kavität
der zweiten Form wird ein zweites, nicht poröses Material eingespritzt.
Dieses härtere
Material ummantelt die poröse
innere Schicht. Aus
US
6,370,986 B1 ist somit die Fertigung eines Griffes für ein Schlagwerkzeug
bekannt unter Einsatz von zwei Formen, wobei diese Formen jedoch
zur Begrenzung unterschiedlicher Schichten des Griffes eingesetzt
sind. Es ist zu vermuten, dass für
das in
US 6,370,986 beschriebene Herstellungsverfahren
die poröse
Innenstruktur nicht erhalten bleibt.
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US
2003/0172498 A1 offenbart das Einspritzen eines heißen Gemisches
eines elastomeren Materiales mit einem schäumenden Mittel in eine Form.
Dieses Gemisch härtet
mit Ausbildung einer nicht porösen Substratummantelung
und einer nicht porösen
Außenschicht
durch beschleunigtes Abkühlen
im Kontaktbereich mit dem Substrat und der Form aus. Zwischen der äußeren Schicht
und der das Substrat ummantelnden Schicht ist das noch nicht ausgehärtete heiße Gemisch
ausgebildet. Nach einer geeigneten Zeit wird der Griff aus der Form
entfernt. Dieses beseitigt die Beschränkung der Außenkontur
durch die Form, so dass in Folge des schäumenden Mittels eine weitere
Expansion erfolgen kann, die die das Substrat ummantelnde Schicht und
die äußere, nicht
poröse
Schicht dehnen kann. Der Druckschrift ist zu entnehmen, dass eine
Steuerung der Umgebungsbedingungen einerseits während der Zeit, die sich der
Griff in der Form befindet, und andererseits während einer Zeit, nachdem der
Griff aus der Form entfernt worden ist, erfolgt, wodurch das schließlich fertig
gestellte Produkt bestimmt wird.
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Weiterhin
ist aus der nicht vorveröffentlichten
internationalen Patentanmeldung PCT/EP 2006/006045 der Anmelderin
ein Verfahren bekannt, bei dem für
ein Werkzeug eine einen Schaft ummantelnde, nicht poröse Schicht,
eine verhältnismäßig weiche
innere Schicht und eine nicht poröse äußere Schicht dadurch hergestellt wird,
dass in eine Form zunächst
ein erstes Material eingespritzt wird, welches später sowohl
die äußere Schicht
als auch die den Schaft ummantelnde Schicht bildet. Vor dem endgültigen Aushärten des
ersten Materials wird in dieses und in dieselbe Form ein zweites
Material eingespritzt. Da das erste Material im Kontaktbereich mit
dem Schaft und der Form vorrangig aushärtet bzw. ausgehärtet ist,
bildet das zweite Material automatisch eine innere Schicht und verdrängt das
erste Material sowohl radial nach innen als auch nach außen als
auch in axialer Richtung.
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Erfindungsgemäß erfolgt
eine vorteilhafte und für
den Fachmann nicht nahe liegende selektive Kombination einzelner
Merkmale der zuvor erläuterten
Ausführungsformen:
Für die Herstellung
des Griffes erfolgt zunächst,
im Wesentlichen entsprechend PCT/EP 2006/00605, das Einspritzen
von zwei unterschiedlichen Materialien in dieselbe Form, wobei die
Materialien hinsichtlich des Werkstoffes unterschiedlich sein können. Ebenfalls
möglich
ist, dass die Materialien grundsätzlich
mit denselben Werkstoffen gebildet sind, wobei allerdings das erste
Material nicht mit einem Treibmittel versetzt sein kann, während das
zweite Material mit einem Treibmittel versehen ist. Das Einspritzen
der beiden Materialien in eine einzige Form stellt gegenüber der
aus
US 6,370,986 B1 bekannten
Ausführungsform
eines Verfahrens zur Herstellung eines Griffes eine bedeutende Verbesserung
im Hinblick auf die erzielbaren Eigenschaften des Griffes dar, wie
noch näher
erläutert
wird. Andererseits ist erfindungsgemäß erkannt worden, dass es nicht
gemäß US 2003/0172498
A1 zwingend erforderlich ist, die Ummantelungsschicht, die innere
Schicht und die äußere Schicht
mit demselben Material auszubilden und diese in einem einzigen Spritzvorgang
in die Form einzuspritzen, wobei das erfindungsgemäße abweichende
Vorgehen nachfolgend noch beschriebene Vorteile in sich bergen kann.
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Werden
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
gleiche Werkstoffe für
die innere Schicht und die äußere Schicht
eingesetzt, kann gezielt das für
die äußere Schicht
eingesetzte Material nicht mit einem Treibmittel versehen werden,
welches unter Umständen
die Ausbildung einer definierten härteren, nicht porösen äußeren Schicht
stören
könnte.
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Die
Wahl des Materials und/oder des Treibmittels, der Mischungsverhältnisse
und der Verfahrensparameter, wie beispielsweise die Temperatur und/oder
Einspritzgeschwindigkeiten und Drücke für das zweite Material können gezielt
für die
Ausbildung der verhältnismäßig weichen,
inneren Schicht ausgewählt
werden, ohne dass Randbedingungen für eine Ausbildung der äußeren Schicht
berücksichtigt
werden müssen,
wie dies entsprechend US 2003/0172498 A1 der Fall wäre. Außerdem ermöglicht die
genaue Dosierbarkeit der Einspritzmengen zur Ausbildung der äußeren und
inneren Schicht, deren Eigenschaften ebenfalls zu beeinflussen.
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Weitere
verbesserte konstruktive Gestaltungsmöglichkeiten können sich
ergeben, wenn die für
die Materialien eingesetzten Werkstoffe für die innere Schicht und die äußere Schicht
unterschiedlich sind. Hier kann durch Wahl des Werkstoffes gezielt
den Anforderungen an die innere Schicht einerseits und die äußere Schicht
andererseits Rechnung getragen werden: Beispielsweise wird für die äußere Schicht
ein verhältnismäßig harter
Werkstoff ausgewählt,
der eine solide Mantelfläche
ausbildet auch bei rauem Einsatz des Werkzeuges. Weiterhin kann
durch die Wahl des Werkstoffs eine Beständigkeit der äußeren Schicht
gegenüber
kontaminierenden, unter Umständen
die Oberfläche
angreifenden Flüssigkeiten
gewährleistet
werden. Ebenfalls kann eine Gestaltung der äußeren Schicht einer guten Haptik
des Werkzeuges und einer guten reibschlüssigen Übertragung von Umfangskräften Rechnung
tragen. Andererseits kann der Werkstoff für die innere Schicht und damit
für das
zweite Material das gewünschte
Steifigkeitsverhalten der inneren Schicht und damit der Abstützung für die äußere Schicht
gewährleisten,
wobei beispielsweise eine gute radiale Nachgiebigkeit, aber eine
steife Übertragung
von Umfangsmomenten gewünscht
und realisiert sein kann.
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Während gemäß
US 6,370,986 B1 die
Menge des in eine erste Form eingespritzten Materiales sorgfältig dosiert
werden muss, so dass in der ersten Form noch ein Freiraum verbleibt,
in welchem das erste Material aufschäumen kann, hat die Erfindung
erkannt, dass es während
des aufschäumenden
Prozesses nicht vorteilhaft ist, die Außenkontur des Griffes während des
Aufschäumvorganges
und während
des Ausdehnens des zweiten Materiales konstant vorzugeben. Erfindungsgemäß wird zu
dem Zeitpunkt, zu dem bereits die äußere Schicht ausgebildet ist und zumindest teilweise
ausgehärtet
ist, die Begrenzung, die durch die Form, in die das erste und zweite
Material eingespritzt werden, gegeben ist, beseitigt. Hierzu kann
die Form entweder geöffnet,
d. h. zumindest teilweise vergrößert werden,
oder aber der Griff in eine zweite Form mit einer zumindest teilweise
vergrößerten Kavität eingelegt
werden. Die dann einsetzende Expansion des aufschäumenden zweiten
Materials kann zu plastischen und/oder elastischen Verformungen
der äußeren Schicht
führen.
Diese können
auch zu einer "Vorspannung" der äußeren Schicht
führen,
die mit einer Versteifung der äußeren Schicht
verbunden ist.
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Während zweifelhaft
ist, ob bei dem Herstellungsverfahren gemäß
US 6,370,986 B1 eine gewünschte Elastizität des Griffs
erzielt werden kann, können
bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
sowohl die Elastizität
als auch die Dicke und die Eigenschaften der äußeren Schicht vorbestimmt werden.
Dies kann durch die Dosierung des ersten und zweiten Materials und/oder
durch die zugelassene Ausdehnung des elastischen Griffbereichs erfolgen.
Erfindungsgemäß wird zu
einem Zeitpunkt, zu dem bereits die äußere Schicht ausgebildet und
zumindest teilweise ausgehärtet
ist, die innere Schicht aber noch eine so hohe Temperatur hat, dass
das Treibmittel vergasen kann und ein Volumen vergrößernde Poren
bilden kann, die Begrenzung beseitigt, die durch die Form, in die
das erste und zweite Material eingespritzt worden ist, vorgegeben
ist. Hierzu kann die Form entweder etwas geöffnet werden, d. h. zumindest
teilweise vergrößert werden,
so dass der Griff sich zumindest in Richtung einer Querachse ausdehnen
kann. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, dass der Griff ganz aus der ersten Form herausgenommen
wird. Sein elastischer Bereich kann sich dann radial in alle Richtungen
ausdehnen, wodurch eine Längsdehnung
gegebenenfalls durch eine Endkappe und eine Stirnscheibe, den hinteren
und vorderen Endbereich am Griffkern aus Hartkunststoff verhindert
werden kann. Die Ausdehnung des Griffs wird dann im Wesentlichen
durch die Verteilung der die innere Schicht bildenden Materialmasse
mit dem Treibmittel bestimmt.
-
Erfindungsgemäß ist somit
ein einfaches Verfahren bereitgestellt, bei dem zwei Materialien
in eine einzige Form eingespritzt werden können, wobei sich dennoch zwei
oder drei Schichten automatisch ergeben. Unabhängig davon, ob mit dem Einspritzen
des zweiten Materials die erste Form vollständig gefüllt ist oder nicht kann durch
das Öffnen
der Form oder durch das Entnehmen des Griffes aus der Form hinreichender
Verformungsweg für
ein Aufschäumen
des zweiten Materials bereitgestellt werden.
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Für eine weitere
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der Griff vor dem Aushärten zumindest
eines Teilbereichs des zweiten Materials in eine zweite Form eingelegt,
deren Kavität
zumindest teilweise einen größeren Durchmesser
aufweist als die Form, in die das erste und zweite Material eingespritzt wird.
Während
beim einfachen Öffnen
der Form oder Entnehmen des Griffes aus der ersten Form die Endkontur
des Griffes nach dem vollständigen
Aushärten
und Aufschäumen
desselben im Wesentlichen durch die Verfahrensparameter, beispielsweise
- – die
Zeiten des Einspritzens,
- – die
Einspritzdrücke,
- – Geschwindigkeiten,
- – Dauern,
- – Volumina,
- – den
Zeitpunkt des Entnehmens aus der Form und
- – die
Temperaturen
bestimmt ist, kann durch Einlegen des Griffes
in eine zweite Form die sich ergebende ausgehärtete Form fest und a priori
vorgegeben werden. Ebenfalls möglich
ist, dass in einer Endphase der Ausdehnung der inneren Schicht in
Folge der Expansion die äußere Schicht
gegen die Wandung der Formkavität
der zweiten Form gepresst wird, wodurch sich ein gewisser Komprimierungseffekt
ergibt, welcher mit dem endgültigen
Aushärten eine
verbesserte, versteifte Struktur bereitstellen kann.
-
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.
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KURZBESCHREIBUNG
DER FIGUREN
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter
bevorzugter Ausführungsbeispiele
weiter erläutert
und beschrieben.
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1 bis 6 zeigen
eine Herstellung eines Griffs für
einen Schraubendreher in einem Sandwichverfahren mit einem sukzessiven
Einspritzen eines ersten Materials sowie eines zweiten Materials
in dieselbe Form.
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7 bis 9 zeigen
eine Herstellung eines Griffs für
eine Zange in einem Sandwichverfahren mit einem sukzessiven Einspritzen
eines ersten Materials und eines zweiten Materials in dieselbe Form.
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10 und 11 zeigen
eine Ausführungsform
eines Griffes mit einem Griffkern mit rundem Grundquerschnitt und
zwei auf gegenüberliegenden
Umfangsseiten auskragenden Rippen in einem Längsschnitt und einem Querschnitt.
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12 und 13 zeigen
eine Ausführungsform
eines Griffes mit in erster Näherung
rechteckigem Griffkern in einem Längsschnitt und einem Querschnitt.
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14 zeigt
eine Ausführungsform
eines Griffes mit sternförmigem
Griffkern in einem Querschnitt.
-
15 und 16 zeigen
eine Ausführungsform
eines Griffes in einem Längsschnitt
und einem Querschnitt, wobei ein Griffkern Rippen aufweist, die
sich durch eine innere Schicht hindurch bis zu einer relativ dicken äußeren Schicht
des Griffs erstrecken.
-
17 zeigt
eine Ausführungsform
eines Griffes in einem Querschnitt, bei dem abweichend zu dem in 15 und 16 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ein Griffkern mit in erster Näherung
rechteckigem Querschnitt vorgesehen ist, der sich durch eine innere
Schicht bis zu einer äußeren Schicht
erstreckt.
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18 zeigt
eine Ausführungsform
eines Griffes in einem Längsschnitt,
bei der der Griff mit zwei über eine
Schnappverbindung oder mit axialem Formschluss miteinander verbundenen
Bestandteilen gebildet ist.
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19 zeigt
eine Ausführungsform
eines Griffes in einem Längsschnitt,
bei der der Griffkern hantelförmige
Endbereiche besitzt, zwischen denen sich um einen Mittenbereich
des Griffkerns eine Griffkernummantelung, eine innere Schicht und
eine äußere Schicht
erstrecken.
-
20 zeigt
eine Ausführungsform
eines Griffes in einem Längsschnitt,
für die
sich der Griffkern nicht bis zum Ende des Griffs erstreckt, sondern
in der das Ende des Griffkerns von der Griffkernummantelung, einer weicheren
inneren Schicht und einer äußeren Schicht
ummantelt ist.
-
21 zeigt
eine Ausführungsform
eines Griffes in einem Teillängsschnitt,
für die
der Griffkern mit in dem Endbereich unverändert durchgehendem Querschnitt
ausgebildet ist.
-
22 bis 24 zeigen
eine Ausführungsform
eines Griffes für
einen Einsatz an einer Kelle, in einer Draufsicht auf die Kelle
mit Griff sowie in einem Längsschnitt
und einem Querschnitt des Griffes.
-
25 und 26 zeigen
in Verbindung mit der unteren Halbebene von 25 eine
Ausführungsform
eines Griffes im Längsschnitt
und Querschnitt, bei der Rippen eines Griffkerns eine Griffkernummantelung durchsetzen
und sich in eine innere Schicht erstrecken, die von einer härteren äußeren Schicht
umgeben ist.
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27 zeigt
in Verbindung mit der oberen Halbebene in 25 eine
Ausführungsform
eines Griffes im Querschnitt, für
die Rippen des Griffkerns übergehen
in Stege, die einstückig
die äußere Schicht
mit einer Griffkernummantelung verbinden und eine zwischen Außenschicht
und Griffkernummantelung angeordnete weichere innere Schicht durchsetzen,
wobei die innere Schicht in Umfangsrichtung von den Stegen unterbrochen
ist.
-
28 zeigt
eine Ausführungsform
eines Griffes im Querschnitt für
einen Zangenschenkel einer Zange, ähnlich 8 und 9.
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29 und 30 zeigen
eine Ausführungsform
eines Griffes für
einen Hammer in einem Längsschnitt
sowie einem Querschnitt.
-
31 und 32 zeigen
eine Ausführungsform
eines Griffes im Längsschnitt
und im Querschnitt, bei der ein Griffkern mit Rippen von einer weichen
Schicht ummantelt ist, die wiederum von einer härteren, relativ dicken äußeren Schicht
ummantelt ist.
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33 zeigt
einen Querschnitt durch eine Form für eine Herstellung eines Griffes
in einem Sandwichverfahren, wobei die Form drei über den Umfang verteilte Eintrittsöffnungen
besitzt.
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34 zeigt
einen Längsschnitt
durch eine Form für
eine Herstellung eines Griffes in einem Sandwichverfahren, wobei
die Form axial versetzte Eintrittsöffnungen besitzt.
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35 zeigt
die Herstellung eines Griffes in einem Intervall-Sandwich-Spritzgießverfahren
in einem Längsschnitt.
-
36 zeigt
die Herstellung eines Griffes in einem Intervall-Sandwich-Spritzgießverfahren
in einem Querschnitt.
-
37 zeigt
den Griff gemäß 35 und 36,
der vor dem Aushärten
zumindest der inneren Schicht in eine zweite Form eingelegt ist,
in einem Halblängsschnitt,
wobei sich zwischen der Wandung der Form und der Mantelfläche des
Griffes ein Zwischenraum ergibt.
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38 zeigt
den Griff gemäß 37 in
einem Querschnitt.
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39 zeigt
eine 37 entsprechende Ansicht nach dem Aushärten der
Schichten, wobei infolge der aufblähenden Wirkung des Treibmittels
und der entstehenden oder sich verstärkenden Porosität der Zwischenraum
gemäß 37 ausgefüllt ist.
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40 zeigt
eine 38 entsprechende Ansicht nach dem Aushärten der
Schichten, wobei infolge der aufblähenden Wirkung des Treibmittels
und der entstehenden oder verstärkenden
Porosität
der Zwischenraum gemäß 38 ausgefüllt ist.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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A. AUSFÜHRUNGSFORMEN
GEMÄß DER NICHT
VORVERÖFFENTLICHTEN
PATENTANMELDUNG PCT/EP 2006/006045
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1. Allgemeines
-
Im
Folgenden bezeichnet beispielsweise eine äußere Schicht eine Schicht eines
Griffes, deren äußere Mantelfläche die
vom Hand eines Benutzers beaufschlagte Mantelfläche des Griffes bildet, während eine
innere Schicht radial nach innen an die äußere Schicht anschließt und einen
Griffkern ummantelt, der aus Hartkunststoff besteht und einen Schaft
ummantelt. Selbstverständlich
kann bspw. abweichend hierzu die äußere Schicht im Inneren des
Griffes liegen und/oder zwischen innere Schicht und Griffkern mindestens
eine Innenschicht, Griffkernummantelung oder ähnliches zwischengeordnet sein.
-
Die
Erfindung betrifft einen Griff 1 für ein Werkzeug, in dem ein
Schaft 2 eines Funktionsteils des Werkzeugs radial innenliegend
aufgenommen ist und auf den im Bereich seiner radial außenliegenden
Mantelfläche ein
Benutzer des Werkzeugs Kräfte
aufbringen kann, wobei es sich um Kräfte
- – in Richtung
einer Längsachse 3-3,
- – quer
zu dieser,
- – Torsionsmomente
um die Längsachse 3-3 oder
- – Biegemomente
quer zu der Längsachse
handeln
kann. Bei dem Werkzeug kann es sich um ein beliebiges Werkzeug handeln,
insbesondere eine Säge,
eine Kelle, einen Hammer, eine Zange, einen Stechbeitel, ein Hand-Gartengerät oder ein
Messer.
-
Für einen
besonderen Einsatzzweck findet der Griff Einsatz für ein Werkzeug,
bei dem über
den Griff Torsionsmomente um die Längsachse 3-3 übertragen
werden müssen
als ein Haupt- oder Nebenzweck des Werkzeugs, zum Beispiel bei einem
Schraubendreher. Derartige Werkzeuge unterscheiden sich insbesondere von
Stoß-
oder Schlagwerkzeugen:
Bei der Bedienung eines Schlagwerkzeugs
wird das Schlagwerkzeug von dem Benutzer in einer Ausholbewegung
beschleunigt und mit einem Impuls versehen. Für eine derartige Beschleunigung
des Schlagwerkzeugs ist die Steifigkeit eines Schlagwerkzeugs unerheblich,
so dass das Schlagwerkzeug gleichermaßen für einen weichen Griff wie für einen
harten Griff adäquat
beschleunigt und dem zu hämmernden
Objekt zugeführt
werden kann. Mit dem genannten Impuls trifft das Schlagwerkzeug
auf das zu schlagende Objekt, wobei der Impuls des Schlagobjekts
auf das zu schlagende Objekt übertragen
wird. Der auf das zu schlagende Objekt ausgeübte Impuls ist dabei davon
unabhängig,
ob das Schlagwerkzeug bei dem Stoß fest gehalten wird, auf das Objekt
gepresst wird oder "frei
zurückschwingen" kann. Demgemäß presst
ein Fachmann beim Schlagen mit einem Schlagwerkzeug dieses nicht
auf das zu schlagende Objekt, sondern lässt das Schlagwerkzeug für die Übertragung
des Impulses auf das zu schlagende Objekt eher frei zurückschwingen.
Dies bedeutet, dass für das
Auftreffen die Hand des Benutzers nicht zwingend eng und steif um
den Griff geschlossen werden muss, sondern auch für diese
Phase ein beliebig weicher und elastischer Griff zum Einsatz kommen
kann. Während und
in zeitlicher Umgebung des eigentlichen Stoßes überträgt damit der Benutzer im Wesentlichen
seitliche Führungskräfte über den
Griff auf das Schlagwerkzeug. Um die Übertragung von Stößen auf
die Hand des Benutzers, auch bei einem "fehlerhaften", festen Umschließen des Griffs, zu mindern
oder zu vermeiden, schlagen die eingangs genannten Druckschriften
für Schlag-
oder Stoßwerkzeuge
vor, dass der Griff weiche oder elastische Bestandteile aufweist,
die insbesondere in Stoßrichtung,
also auf der Oberseite sowie auf der Unterseite vorgesehen werden,
um eine gezielte Elastizität
in Stoßrichtung
herbeizuführen.
Damit beruhen Ausgestaltungen von Griffen für Stoß- und Schlagwerkzeuge auf
der Erkenntnis, den Griff gerade in Richtung der zu übertragenden
Kräfte,
nämlich
in Richtung des Stoßes,
elastisch, gedämpft
und weich auszubilden. Eine derartige Ausgestaltung für abweichende
Griffe, insbesondere für
Griffe, mit denen Momente um die Längsachse übertragen werden sollen, führt zu in
der Praxis nicht einsetzbaren Werkzeugen. Mögliche Einsatzzwecke der Griffe
mit einer Torsionsmoment-Übertragung
sind beispielsweise Schraubendreher oder Schraubzwingen.
-
Grundsätzlich besitzt
ein Griff radial innenliegend einen Schaft 2, der einen
unrunden Übertragungsquerschnitt 4 oder
von einem runden Querschnitt ausgehende Rippen 5 besitzen
kann. Der Schaft 2 ist von einem Griffkern 6 teilweise
oder vollständig
ummantelt, wobei sich Teile des Übertragungsquerschnitts 4 oder der
Rippen 5 des Schafts durch den Griffkern 6 radial
nach außen
erstrecken können.
Der Griffkern 6 ist vorzugsweise im Bereich seiner Außenfläche ebenfalls
unrund ausgebildet mit einem Übertragungsquerschnitt 7 oder
Rippen 8. Der Griffkern 6 kann von einer Griffkernummantelung 9 teilweise
oder vollständig
umgeben sein, wobei sich ebenfalls Teilbereiche der Übertragungsquerschnitte 7 oder
der Rippen 8 durch die Griffkernummantelung 9 erstrecken
können.
Weiterhin vorgesehen sein kann eine die Griffkernummantelung 9 zumindest
teilweise umgebende weiche Schicht 10 (innere Schicht 28),
die zumindest teilweise von einer Außenschicht 11 (äußere Schicht 27)
ummantelt sein kann. Griffkernummantelung 9, weiche Schicht 10 und/oder
Außenschicht 11 können Rippen,
Vorsprünge,
Fortsätze
oder Stege (im Folgenden Rippen 12) aufweisen, mit denen
die genannten Schichten 9-11 durch eine benachbarte
Schicht mit einer weiteren Schicht verbunden sind. Alternativ oder
zusätzlich
können
Rippen, Fortsätze,
Vorsprünge,
Stege (im Folgenden Rippen 13) vorgesehen sein, die sich
lediglich teilweise in eine benachbarte Schicht erstrecken und im
Bereich welcher eine radiale Erstreckung einer benachbarten Schicht
verringert ist. Die Rippen 13 können dabei sowohl radial nach
innen als auch radial nach außen
von einer die Rippen tragenden Schicht orientiert sein.
-
Sämtliche
vorgenannten Bestandteile eines Griffs 1 können alternativ
oder kumulativ eingesetzt werden. Ebenfalls eine Zwischenordnung
zusätzlicher
weiterer Schichten, loser Partikel, eines Gels oder eines Fluids
ist ebenfalls möglich.
-
Für eine weitere
Ausführungsvariante
ist die weiche Schicht 10 oder innere Schicht 28 teilweise
oder vollständig
von einer härteren
Außenschicht 11 oder äußeren Schicht 27 ummantelt,
wobei diese hinsichtlich der Wahl ihrer Steifigkeit und der radialen
Erstreckung derart konstruktiv vorgegeben ist, dass die Außenschicht 11 durch
von der Hand des Benutzers aufgebrachte Kräfte radial verformt werden
kann, womit eine elastische Verformung der weichen Schicht 10 einhergeht.
-
Neben
den genannten Bestandteilen des Griffs 1 kann der Griff 1 zusätzliche
Bestandteile aufweisen wie beispielsweise ein Auge 15 oder
Querloch, insbesondere im dem Funktionsteil abgewandten Endbereich des
Griffs 1, wobei sich das Auge 15 quer zur Längsachse 3-3 durch
den Endbereich erstreckt. Über
ein Auge 15 kann das Werkzeug aufgehängt werden oder ein Hilfselement
in den Griff 1 eingesteckt werden. Beispielsweise kann
ein Schaft eines weiteren Schraubendrehers durch das Auge 15 durchgeführt werden
kann, über den
dann ein zusätzliches
Betätigungsmoment
auf den Griff 1 ausgeübt
werden kann.
-
Die
Bestandteile des Griffs
1 können stoffschlüssig aneinander
angebunden sein. Ebenfalls denkbar ist der Einsatz eines auswechselbaren
Funktionsteils mit einem Griff, in den der Schaft
2 des
Funktionsteiles, insbesondere mit umgebenden Schichten, gegenüber weiteren,
radial außenliegenden
Bestandteilen des Griffs auswechselbar eingesetzt ist. Insbesondere
im Zusammenhang mit derartigen auswechselbaren Funktionsteilen kann
der Griff
1 über
zusätzliche
Haltevorrichtungen verfügen,
s. bspw. die Patentanmeldungen mit den Anmelde-Nummern
EP
05 003 219.2 und
EP
05 017 193.3 . Weiterer optionaler Bestandteil eines Griffes ist
eine Kuppe oder Kappe im Endbereich des Griffes, über die
Stöße oder
Schläge
auf den Griff aufbringbar sind.
-
Für die weiche
Schicht 10 (innere Schicht 28) sind beliebige
konstante oder veränderliche
radiale Erstreckungen möglich,
die sich aus der Differenz des radialen Abstandes vom Griffkern
bis zu der Griffoberfläche
abzüglich
der Dicke der Schicht 11 ergibt. Die radiale Erstreckung ändert sich
im axialen Verlauf über
die Grifflänge
und wird zum vorderen Ende des Griffes hin schließlich Null.
Andererseits hängt
die radiale Erstreckung von dem absoluten Durchmesser des Griffes
ab. Lediglich beispielhaft kann die radiale Erstreckung zumindest
in einem Teilumfangsbereich einer maximalen Erstreckung im Bereich
von 3,5; 4; 6 oder 8 mm liegen, während bspw. eine entsprechende
minimale Erstreckung zwischen 0,5 mm und 3 mm, insbesondere 1 mm und
2,5 mm liegt oder kleiner ist als 1,5 mm, 2 mm oder 2,5 mm. Dies
gilt insbesondere für
eine mit einem weicheren Material gebildete innere Schicht 28 (zweites
Material 23; weiche Schicht 10) und im Bereich
des maximalen Durchmessers der Mantelfläche des Griffes. Die Außenschicht 11 (erstes
Material 22; äußere Schicht 27)
kann hingegen eine in Umfangsrichtung konstante radiale Erstreckung
im Bereich zwischen 0,5 und 4 mm oder 0,5 bis 2,5 mm aufweisen,
während
die radiale Erstreckung in axialer Richtung variieren kann.
-
In
einer besonderen Ausführung
kann die Dicke der äußeren Schicht 27 eine
radiale Erstreckung, zumindest in einem Teilumfangsbereich, von
30 bis 100 % der radialen Erstreckung der inneren Schicht 28 haben.
-
Benachbarte
Schichten oder Bestandteile können
formschlüssig,
stoffschlüssig
und/oder reibschlüssig oder
ein Rast- oder Sperrverbindung miteinander verbunden sein.
-
II. Materialien
-
Ein
Schaft 2 kann bspw. mit faserverstärktem Kunststoff, Metall, Stahl
oder Holz gebildet sein.
-
Als
kostengünstige,
aber zuverlässige
Materialien für
einzelne Bestandteile oder Schichten des Griffes kommt ein harter
Kunststoff für
den Griffkern 6 zum Einsatz, während für die Griffkernummantelung 9 und
die Außenschicht 11 (äußere Schicht 27)
ein erstes weiches Material 22 sowie für die weiche Schicht 10 (innere Schicht 28)
ein zweites weiches Material 23 zum Einsatz kommt, wobei
die beiden weichen Materialien unterschiedliche Härte haben,
nämlich
die äußere Schicht 27 härter ist
als die innere Schicht 28. Mögliche Materialien sind (ohne
Einschränkung
auf diese) ein thermoplastisches Elastomer (TPE), ein thermoplastisches
Polyurethan (TPU), ein thermoplastisches Polyolefin (TPO), Polypropylen,
EPDM-Kautschuk, PVC oder Styrol-Block-Copolymer. Weiterhin können für die unterschiedlichen
Schichten insbesondere Kunststoffe oder Elastomere zum Einsatz kommen,
bei denen Weichmacher so gebunden sind, dass keine Migration eintritt oder
die Kunststoffe von vornherein frei von Weichmachern sind. Beispielsweise
sind die Weichmacher abweichend zu klassischen niedermolekularen
Weichmachern ausgebildet, wobei es sich bei diesen Weichmachern oder
Weich segmenten um Oligomere oder Polymere handeln kann und diese
in Form von Blends, Pfropf- oder Copolymeren
gebunden sein können.
Vorzugsweise handelt es sich um solche Weichsegmente, die chemisch an
die Hartsegmente gebunden sind (Block- bzw. Pfropfcopolymere).
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Beispielhaft
einsetzbare Elastomerlegierungen sind EVAC/Polyvinylidenchlorid-Blends
(Alcryn), NBR/PVC-Blends, Butyl- bzw. Halobutyl bzw. NBR bzw. EPDM/Propylen
bzw. Ethylen bzw. Acrylnitril- bzw. ABS bzw. Polycarbonat bzw. PVC
bzw. Polyvinylidenchlorid-Blends, Polyethylen/Polypropylen-Blends,
thermoplastische Naturkautschuk/Propylen bzw. Ethylen bzw. Acrylnitril-
bzw. ABS bzw. Polycarbonat bzw. PVC bzw. Polyvinylidenchlorid-Blends,
Polyether/Propylen bzw. Ethylen bzw. Acrylnitril- bzw. ABS bzw.
Polycarbonat bzw. PVC bzw. Polyvinylidenchlorid-Blends, Polyisobytylen/Propylen
bzw. Ethylen bzw. Acrylnitril- bzw. ABS bzw. Polycarbonat bzw. PVC
bzw. Polyvinylidenchlorid-Blends, Polybutadien bzw. Polyisopren/Propylen bzw.
Ethylen bzw. Acrylnitril- bzw. PVC bzw. Polyvinylidenchlorid-Blends.
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Das
thermoplastische Material für
die weiche Schicht kann beispielsweise ausgewählt sein aus folgenden Materialien:
- – Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Blockcopolymeren
(SEBS),
- – Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Blockcopolymeren
(SEPS),
- – Styrol-Butylen-Styrol-Blockcopolymeren
(SBS),
- – Styrol-Styrol-Butylen-Styrol-Blockcopolymeren
(SSBS),
- – thermoplastischen
Elastomeren auf Polyesterbasis (Polyesterelastomeren) (TPE-E),
- – thermoplastischen
Elastomeren auf Polyurethanbasis (Polyurethanelastomeren) (TPE-U),
- – thermoplastischen
Elastomeren auf Polyamidbasis (TPE-A),
- – Polymerblends
aus Ethylen/Propylen(Dien)-Copolymeren (EPDM) und Polypropylen (PP) (EPDM/PP-Blends),
die ggf. partiell vulkanisiert bzw. vernetzt sind, vorteilhaft dynamisch,
d. h. während
des Extrudierens, vernetzt,
- – thermoplastischen
Elastomeren auf Polyolefinbasis (TPE-O), und
- – Metallocen-Polyolefinen
geringerer Härte.
-
Die
genannten Materialien haben eine poröse oder geschlossene, nicht
poröse
Struktur.
-
Eine
Härte eines
eingesetzten Kunststoffes, insbesondere für eine weiche Schicht 10 oder
innere Schicht 28 oder ein zweites Material 23,
beträgt
bspw.
- – 10
bis 55 Shore A oder
- – 20
bis 65 Shore A, bevorzugt 25 bis 55 Shore A,
- – oder
15 bis 65 Shore A, bevorzugt 20 bis 55 Shore A.
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Für eine härtere Schicht,
beispielsweise den Griffkern 6, eine Griffkernummantelung 9 und/oder
eine Außenschicht 11 (äußere Schicht 28;
erstes Material 22) findet insbesondere ein Kunststoff
Einsatz mit einer Härte
zwischen 30 und 105 Shore A, vorzugsweise zwischen 30 bis 85 Shore
A. Der Griffkern 6 wird vorzugsweise aus Hartkunststoff,
zum Beispiel Polypropylen mit einer Kugeldruckhärte von 45-65 N/mm2 oder
Polyurethan, hergestellt.
-
Als
Treibmittel können
pulverförmige
chemische Treibmittel auf der Basis von Azodicarbonsäurediamid
(ADC), N-Nitrosverbindungen und Sulfonylhydrazide zum Einsatz kommen.
Diese Treibmittel zersetzen sich unter Entwicklung von CO2-Gas zwischen 100 und 250 °C. Ein bevorzugt
für die
Verarbeitung mit thermoplastischen Elastomeren verwendetes Treibmittel
ist auf Basis von Azo-Verbindungen gebildet, beispielsweise im Wesentlichen
bestehend aus Zitronensäure
und Calciumcarbonat. Ein derartiges Treibmittel zersetzt sich bei
Temperaturen im Bereich von 150 bis 200 °C.
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Auch
andere physikalische Treibmittel können eingesetzt werden. Diese
bestehen aus in Kunststoff-Mikrokapseln eingeschlossenem Pentan.
Bei Verarbeitungstemperatur schmelzen die Kapseln. Das Pentan vergast
und bildet die Poren. Die Kombination chemischer und physikalischer
Treibmittel ist ebenfalls möglich.
Weiterhin denkbar ist die Einführung
eines Gases, insbesondere CO2, in einen
Spritzzylinder der Spritzgießmaschine,
wo es durch die Schnecke in die Masseschmelze eingearbeitet wird.
Bei dem anschließenden Spritzvorgang
wird die aufgeschäumte
Masse in die Form eingespritzt.
-
Ebenfalls
möglich
ist, dass zumindest eine Schicht einen Füllstoff aufweist. Als mögliche Füllstoffe kommen
ein Granulat wie ein Korkgranulat, Korkmehl, Holzmehl oder ein faserartiger
Füllstoff
wie Glasfasern in Betracht. Der Gewichtsanteil des Füllstoffs
am Gesamtgewicht der beteiligten Schicht oder des beteiligten Bestandteils
des Griffs liegt bspw. unter 50 %, insbesondere zwischen 5 und 30
%.
-
III. Herstellungsverfahren
-
1 bis 9 zeigen
ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren,
welches auch als "Sandwichverfahren" oder "Intervallverfahren" bezeichnet wird,
zur Herstellung zumindest von Teilschichten oder Bestandteilen des
Griffs 1.
-
Ein
mit einem ausgehärteten
Griffkern 6 ummantelter Schaft 2 wird in eine
Form 16 eingelegt, die in einer Mittenebene, die durch
die Längsachse 3-3 verläuft, geteilt
ist. Die Innenkontur der Form 16 entspricht im Wesentlichen
der Form des fertigen Griffs 1. Für das in 1 bis 6 dargestellte
Ausführungsbeispiel besitzt
der Griffkern 6 Endbereiche 17, 18. Der
Endbereich 17 ist dem Funktionsteil zugewandt und besitzt
einen radial nach außen
orientierten umlaufenden Bund, im Bereich dessen der Griffkern 6 die
Form 16 unter radialer Abdichtung ausfüllt. Der dem Endbereich 17 gegenüberliegende
Endbereich 18 bildet eine ungefähr kugelförmige Stirnseite des Griffs 1,
im Bereich welcher der Endbereich 18 ebenfalls unter radialer
Abdichtung an der Form 16 anliegt. Von einem zylinderförmigen Mittenbereich 26 des
Griffkerns 6, ggf. mit zusätzlichen Rippen 8 o. ä., den Endbereichen 17, 18 und
der Innenkontur der Form 16 ist eine in Umfangsrichtung
um die Längsachse 3-3 umlaufende
Kammer 19 begrenzt. Radial in die Kammer 19 münden zwei
sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende
Eintrittsöffnungen
oder Einspritzkanäle 20, 21 (im
Folgenden "Eintrittsöffnungen"), die vorzugsweise
im Bereich der maximalen radialen Erstreckung der Kammer 19 und
damit des späteren
Griffs 1 angeordnet sind. Über die Eintrittsöffnungen 20, 21 wird
in die Form 16 und die Kammer 19 zunächst ein
erstes Material 22 eingespritzt. Das Volumen des eingespritzten
ersten Materials 22 ist kleiner als das der Kammer 19.
Das erste Material 22 wird auf die Mantelfläche des
Griffkerns 6 aufgespritzt und/oder in Richtung der die
Formkavität
begrenzenden Wandung umgelenkt und von dieser abgekühlt, so
dass benachbart dem Griffkern 6 oder im Bereich der die
Formkavität
begrenzenden Wandung das erste Material 22 schneller aushärtet oder
dickflüssiger
wird als in anderen Teilbereichen.
-
Anschließend und
vor einem endgültigen
Aushärten
des ersten Materials 22 wird gemäß 3 und 4 über dieselben
Eintrittsöffnungen 20, 21 ein
zweites Material 22 in die Kammer 19 und in, unter
oder durch das erste Material 22 eingespritzt. Von den
Eintrittsöffnungen 20, 21 fließt das zweite
Material 23 durch einen radialen Kanal 24 in das
Innere des ersten Materials 22 oder unter dieses. Mit zunehmendem
Einspritzen des zweiten Materials 23 wird das erste Material 22 räumlich in
Richtung der Längsachse 3 und
in Richtung der Endbereiche 17, 18 und radial
zu der Wand der Formkavität
verdrängt,
wobei das zweite Material 23 bis auf den genannten Kanal
sowohl radial nach außen
als auch radial nach innen als auch in beide axiale Richtungen von
dem ersten Material 22 ummantelt ist. Infolge des vorherigen
Abkühlens
des ersten Materials 22 im Kontaktbereich mit dem Griffkern 6 gelangt
das zweite Material 23 nicht bis zu dem Griffkern 6.
Da das erste Material in seiner Randschicht bereits etwas kühler ist
als das zweite Material, wird die Randschicht nicht mehr von dem
zweiten Material durchbrochen. Das zweite Material 23 drängt das
erste Material 22 auch radial nach außen, so dass dieses die Außenschicht 11 oder äußere Schicht 27 bildet.
Neben der beschriebenen Verdrängungsbewegung
in axialer Richtung breitet sich das zweite Material 23,
umgeben von dem ersten Material 22, von den beiden Eintrittsöffnungen 20, 21 um
den Griffkern 6 in Umfangsrichtung aus, so dass sich entgegengerichtete
Materialflüsse
schließlich
berühren.
Da die Außenschicht
des Materials 22 bereits etwas abgekühlt ist, wird sie nicht mehr
von dem Material 23 durchbrochen oder verflüssigt, sondern
die Außenschichten
des Materials 22 der sich berührenden Materialflüsse verschmelzen
und bilden dabei in ungefähr
einer Ebene zu beiden Seiten des Griffkernes Wände, die als radiale Stege
oder Rippen 12 des ersten Materiales 22 verbleiben
und die eine sich um den Griffkern bildende Schicht aus dem ersten
Material 22, einer Griffkernummantelung 9, sowie
eine Außenschicht 11 oder äußere Schicht 27,
ebenfalls aus dem ersten Material 22, einstückig verbinden.
Diese sich auch in Längsrichtung
um die Griffkernummantelung 9 bildenden Stege 12 erhöhen die Torsionssteifigkeit
des Griffes und unterstützen
die Übertragung
eines Drehmomentes von der Außenschicht 11 auf
den Griffkern 6.
-
Die
gewählten
Temperaturbedingungen, Viskositäten
und Einspritzgeschwindigkeiten für
das Spritzgussverfahren werden geeignet so angepasst, dass sich
infolge einer derartigen Annäherung
in Umfangsrichtung die Teilbereiche nicht schließen können, sondern zwischen den
Teilbereichen noch in radialer Richtung durchgehende Rippen 12 oder
radial nicht durchgehende Rippen 13 verbleiben.
-
Mit
Abschluss des Einspritzens des zweiten Materials 23 ist
die Kammer 19 vollständig
gefüllt.
Der Kanal 24 kann mit Beendigung der Herstellung des Griffs 1 weiterhin
mit dem zweiten Material gefüllt
sein. Alternativ ist es möglich,
dass am Ende des Herstellungsverfahrens nochmals eine geringe Menge
des ersten Materials 22 eingespritzt wird, die den Kanal 24 und
die Einspritzöffnung
im Griff mit dem ersten Material 22 füllt und verschließt. Für das dargestellte
Ausführungsbeispiel
des Herstellungsverfahrens befinden sich die Eintritts öffnungen 20, 21 in
12-Uhr-Position sowie in 6-Uhr-Position, s. 6, während sich
die Rippen 12 in 3-Uhr-Position sowie 9-Uhr-Position erstrecken.
Mit dem zweiten Material 23 ist die weiche Schicht 10 oder innere
Schicht 28 gebildet. Die radiale Erstreckung der erstellten
Griffkernummantelung 9 sowie der Außenschicht 11 ist
geringer als die der weichen Schicht 10, und beträgt insbesondere
weniger als 1/3, 1/5, 1/8 oder 1/10 der radialen Erstreckung der
weichen Schicht 10.
-
Abgesehen
von der Vorgabe bestimmter Dicken der Schichten 27, 28 durch
Vorwahl der eingespritzten Volumina kann die Dicke der äußeren Schicht 27 auch
durch die Temperatur der Wand der Formkavität (oder die Temperaturdifferenz
zwischen der Wandung und dem eingespritzten Material) beeinflusst
werden. Bei einer niedrigen Temperatur kühlt die Randschicht des eingespritzten
ersten Materials schneller ab als bei höherer Temperatur. Infolgedessen
wird die Dicke der äußeren Schicht 27 bei
niedrigerer Temperatur größer als
bei höherer
Temperatur, bei ansonsten gleichen Parametern des Spritzvorganges.
-
Der
Einsatz des Verfahrens erfordert Spritzgießmaschinen mit zwei Spritzgießeinheiten,
die die Schmelzen der unterschiedlichen Komponenten für das erste
Material 22 und das zweite Material 23 liefern und
durch ein spezielles Maschinen-Steuerprogramm und besondere Ventilmechanismen
an den Maschinen die schnelle, genau dosierte Abfolge der in die
Form 16 eingespritzten Materialien 22, 23 bewirken.
Es wurde überraschend
gefunden, dass über
die Anzahl und Lage der Einspritzöffnungen 20, 21 sowie
die Einspritzgeschwindigkeiten und -drücke, die Schmelzetemperaturen
und die Temperaturen von Form und Griffkern die Dimensionen der
Griffkernummantelung 9, der weichen Schicht 10,
der Außenschicht 11,
der Rippen 12 und der axialen Erstreckung beeinflusst werden
können.
-
Bei
einem Griff für
Schraubendreher einer Größe von 105
mm sind für
ein nicht beschränkendes
Ausführungsbeispiel
folgende Einspritzparameter eingesetzt worden:
-
Einspritzdruck
beim Einspritzen des ersten Materials 22: |
800
bar |
Einspritzvolumenstrom
des ersten Materials 22: |
40
ccm/s |
Einspritzdruck-Profil über vier
Punkte fallend geregelt Schmelzetemperatur: |
160-240 °C in den
vier Zonen |
Einspritzdruck
beim Einspritzen des zweiten Materials 23: |
1.000
bar |
Einspritzvolumenstrom
des zweiten Materials 23: |
50
ccm/s |
-
Einspritzdruck-Profil über vier
Punkte fallend geregelt Schmelzetemperatur: |
160-240 °C in den
vier Zonen |
-
Die
vorgenannten Parameter können
je nach Form des Griffs, Formauslegung, Typ der verwendeten Kunststoffe
und Maschinensystem erheblich nach oben oder unten abweichen, insbesondere
um 20 % oder 10 %.
-
Abweichend
zu der dargestellten Ausführungsform
mit zwei Eintrittsöffnungen 20, 21 kann
eine beliebige andere Zahl von Eintrittsöffnungen in axialer Richtung
und/oder in Umfangsrichtung verteilt werden, wobei u. U. bei mehreren
Eintrittsöffnungen 20, 21 in
axialer Richtung auch Stege durch sich in axialer Richtung aufeinander
zu bewegende Förderströme entstehen
können,
so dass dann die Stege auch in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet
sein können.
Für die
in Umfangsrichtung umlaufenden Förderströme bilden
sich die Rippen 12 insbesondere zwischen benachbarten Eintrittsöffnungen
aus, so dass beispielsweise bei drei in Umfangsrichtung verteilten
Eintrittsöffnungen
drei Rippen 12 ausgebildet werden. Neben der symmetrischen
Anordnung der Eintrittsöffnungen 20, 21 gemäß 1 bis 6 ist
es ebenfalls möglich,
dass die Eintrittsöffnungen
unsymmetrisch angeordnet sind, wodurch sich auch unsymmetrische
Rippen 12 ergeben können,
die dann ein unsymmetrisches Steifigkeitsverhalten des Griffs 1 zur
Folge haben. Eine Verschiebung der Lage der Rippen kann auch durch
unterschiedliche Geschwindigkeiten und/oder Drücke beim Einspritzen durch
die Eintrittsöffnungen
erreicht werden.
-
7 bis 9 zeigen
den Einsatz des zuvor erläuterten
Herstellungsverfahrens für
die Herstellung eines Griffs für
einen Zangenschenkel 25 einer Zange 50. Für eine derartige
Ausführungsform
des Griffs 1 ist kein Griffkern 6 vorhanden, so
dass eine Griffkernummantelung 9 unmittelbar auf einem
Schaft 2 des Zangenschenkels 25 angeordnet ist.
Lediglich eine Eintrittsöffnung 20 ist
auf der außenliegenden
Seite des Zangenschenkels 25 angeordnet. Für das dargestellte
Herstellungsverfahren werden die Einspritzbedingungen für die Materialien 22, 23 derart
angepasst, dass sich das zweite Material 23, welches die
weiche Schicht 10 (innere Schicht 28) bildet,
lediglich über
einen Teilumfangsbereich um den Schaft 2 erstreckt. Somit
bildet das erste Material 22 innenliegend von der Mantelfläche 14 einen
in erster Näherung
8-förmigen
Querschnitt (mit abgerundeter Außenkontur) aus mit zwei in
Richtung nach außen
nebeneinander liegenden Kammern, wobei in der inneren Kammer der
Schaft 2 angeordnet ist, während die außenliegende
Kammer mit dem zweiten Material 23 gefüllt ist. Für den Griff 1 für einen
Einsatz bei einer Zange erstreckt sich das zweite Material 23 lediglich
in dem Bereich des Griffs 1, der einen vergrößerten Querschnitt
besitzt für
die Anlage einer Hand des Benutzers und sich ungefähr über ein
Drittel bis zwei Drittel der Längserstreckung
des Griffs 1 erstreckt. Hier bildet die weiche Schicht 10 (innere
Schicht 28) mit dem zweiten Material 23 eine Art
elastisches Kissen, während
das härtere
erste Material 22 eine belastbare Verbindung zum Zangenschenkel 25 ausbildet.
-
Für ein alternatives
Herstellungsverfahren wird der Griff 1 mit zumindest zwei
Bestandteilen gefertigt, wobei ein radial außenliegend in dem Griff 1 angeordneter
Bestandteil mit einer inneren Ausnehmung hergestellt wird, im Bereich
dessen ein Fügen
des Bestandteils mit einem radial innenliegenden Bestandteil möglich ist. Über Rippen 5, 8, 12, 13 kann
trotz der u. U. nicht stoffschlüssigen
Verbindung eine Übertragung
eines Torsionsmoments zwischen den Bestandteilen erfolgen. Ebenfalls
möglich
ist die Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung nach oder
mit einem Fügen
der mindestens zwei Bestandteile. Eine Sicherung der Bestandteile
kann nach einem Fügen
der Bestandteile auch über
eine reibschlüssige
oder formschlüssige
Verbindung, eine elastische Rastverbindung oder eine Sperrverbindung
erfolgen. Der außenliegende
Bestandteil kann hierbei mit dem zuvor erläuterten Sandwichverfahren gefertigt
werden.
-
IV. Beispielhafte weitere
Ausführungsformen
von Griffen für
Werkzeuge
-
Die
folgenden Ausführungsformen
lassen sich mit zuvor unter III. erläuterten Herstellungsverfahren herstellen,
wobei die unter I aufgezählten
möglichen
Ausgestaltungen und Alternativen auf die folgenden Ausführungsformen übertragbar
sind und für
sämtliche
Bestandteile und Schichten die Ausführungen zu den Materialen gemäß II. alternative
Möglichkeiten
für eine
Ausgestaltung bieten.
-
Der
Griff in der in 10 und 11 dargestellten
Ausführungsform
ist wie folgt aufgebaut: ein Schaft 2 ist von einem Griffkern 6 ummantelt,
der Endbereiche 17, 18 sowie einen Mittenbereich 26 besitzt.
Der Mittenbereich 26 besitzt eine im Wesentlichen zylinderförmige Mantelfläche, die
von einer Griffkernummantelung 9 ummantelt ist. Von dem
Griffkern 6 erstrecken sich, einstückig von diesem ausgebildet,
Rippen 8 durch die Griffkernummantelung 9 hindurch,
wobei für
den in 11 dargestellten Querschnitt
die Rippen 8 in 12-Uhr-Position sowie 6-Uhr-Position angeordnet
sind. Die Rippen 8 und die Griffkernummantelung 9 sind
von einer weichen Schicht 10 in Umfangsrichtung durchgehend
ummantelt, wobei die weiche Schicht 10 wiederum von einer
Außenschicht 11,
die in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet ist und die Mantelfläche 14 bildet, ummantelt
ist. Die weiche Schicht 10 bildet eine innere Schicht 28 aus
einem weichen Kunststoff, an der außenliegend mit der Außenschicht 11 eine äußere härtere Schicht 27 stoffschlüssig angebunden
ist. Eine zusätzliche
Schicht 9 aus dem ersten Material 22 und damit
dem Material der äußeren Schicht 27 bildet
eine Griffkernummantelung 9. An den Griffkern 6 sind
Rippen 8 einstückig
angesetzt. In dem in 10 dargestellten Längsschnitt
ist zu erkennen, dass die Außenkontur
der Rippen 8 parallel zu der Außenkontur der Mantelfläche 14 verläuft, so
dass die radiale Erstreckung der inneren Schicht 28 des
Griffes 1 in Richtung der Längsachse 3-3 ungefähr konstant
ist. Die Rippen 8 erstrecken sich lediglich über einen
axialen Teilbereich der äußeren Schicht 27,
so dass in einem vorderen Bereich des Griffs 1 die äußere Schicht 27 unmittelbar
stoffschlüssig
an die Griffkernummantelung 9 angebunden ist. Die Rippen 8 können, wie
in 11 skizziert, gegenüberliegend angeordnet sein
oder abweichend in nicht dargestellter Weise in Umfangsrichtung
versetzt angeordnet sein. In der dargestellten Ausführungsform
haben die Rippen 8 einen rechteckigen Querschnitt, wobei
diese abweichend auch eine beliebige andere Form haben können, etwa
leicht nach außen
zulaufend, an der Oberkante abgerundet oder in der Dicke auch geringer
ausgebildet sein können.
-
Für die äußere Schicht 27 oder
Außenschicht 11 hat
sich die Verwendung eines Kunststoffes mit einer Härte von
30 bis 85 Shore A, vorzugsweise von 40 bis 60 Shore A als zweckmäßig erwiesen – für die weiche Schicht 10 oder
innere Schicht 28 eine Härte von 10 bis 55 Shore A,
vorzugsweise von 15 bis 30 Shore A. Es können Kunststoffe gleichen Typs
oder verschiedener Typen verwendet werden, sofern diese eine gute
stoffliche Verbindung miteinander eingehen. U. U. ist auch für eine gute
stoffschlüssige
Verbindung zwischen einer Oberkante der Rippe 8 und der äußeren Schicht 27 Sorge
zu tragen.
-
12 und 13 zeigen
weitere Ausführungsform
eines Griffs 1, bei der bei ansonsten 10 und 11 entsprechender
Ausgestaltung der Griffkern 6 ohne Rippen 8 ausgebildet
ist. Stattdessen ist zumindest in einem Teilbereich der Griffkern 6 mit
einem ungefähr
rechteckförmigen
Querschnitt gebildet ist, der in Umfangsrichtung vollständig von
der Griffkernummantelung 9 umgeben ist. Ein derartiger
rechteckiger Querschnitt des Griffkerns 6 erstreckt sich
ungefähr über die
Längserstreckung 29,
vorzugsweise mit variierendem Verhältnis der Länge zur Breite des Rechtecks
bzw. abnehmender Länge
des Rechtecks.
-
Für ein in 14 dargestelltes
weiteres Ausführungsbeispiel
eines Griffs 1 ist die innere Schicht 28, die
mit der weichen Schicht 10 gebildet ist, sternförmig mit
sechs Zacken entsprechend einer derartigen Außenkontur des Griffkerns 6 und
der Griffkernummantelung 9 ausgebildet. Die innere Schicht 28 besitzt
in den Positionen 12 Uhr, 2 Uhr, 4 Uhr, 6 Uhr, 8 Uhr, 10 Uhr eine
maximale radiale Erstreckung.
-
Ebenfalls
denkbar ist eine Ausgestaltung einer Mantelfläche 14 und des Aufbaus
des Griffs 1 auf unsymmetrische Weise, wie beispielsweise
bei dem Griff für
eine Kelle, s. a. 23 und 24. Bei
derartigen Griffen wird der Griffkern 6 zweckmäßigerweise über seine
Längserstreckung
im Wesentlichen gleich gehalten. Es ist aber vorteilhaft, die Querschnitts-Kontur
unrund zu gestalten, entweder in der Grundform des Querschnitts
oder durch sich radial erstreckende Ansätze oder Rippen im Griffkern 6.
Auch wenn mit derartigen Griffen in der Regel nicht derart hohe
Torsionsmomente übertragen
werden müssen
wie bei einem Schraubendreher, ist eine gewisse Aussteifung des
Griffs in radialer Richtung zweckmäßig.
-
15 und 16 zeigen
ein Ausführungsbeispiel,
für welches
sich Rippen 8, 12 durch die innere Schicht 28 hindurch
erstrecken. Die von dem Griffkern 6 ausgebildeten Rippen 8, 12 sind
im Bereich ihrer Stirnseiten stoffschlüssig an die Außenschicht 11 oder äußere Schicht 27 angebunden
und stellen damit eine unmittelbare und steife Verbindung zwischen
Außenschicht 11 und
dem ansonsten runden Querschnitt des Griffkerns 6 dar.
Das Beispiel zeigt eine dickere Außenschicht 11 oder äußere Schicht 27,
wie sie durch stärkere Kühlung der
Wand der Formkavität
erreicht wird. Insbesondere beträgt
die radiale Erstreckung 41 der äußeren Schicht 27 30
% bis 100 % der radialen Erstreckung 40 der inneren Schicht 28,
gemessen an der Stelle des größten Durchmessers
des Griffs 1.
-
17 zeigt
eine Ausführungsform
eines Griffs 1, welche im Wesentlichen der in den 15 und 16 dargestellten
Ausführungsformen
entspricht, allerdings in diesem Fall mit einem Griffkern 6 mit
rechteckigem Übertragungsquerschnitt 7,
der stoffschlüssig
an die Außenschicht 11 und äußere Schicht 27 angebunden
ist.
-
18 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Griffs, bei dem ein Griffkern 6 mit Endbereichen 17, 18 ausgebildet
ist, wobei der Endbereich 18 eine Kappe zur Aufbringung
von Axialkräften
durch eine Hand des Benutzers bildet. Der Griffkern 6 besitzt
sechs gleichförmig über den
Umfang verteilte Rippen 13. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel
sind die Außenschicht 11 (äußere Schicht 27)
und die Griffkernummantelung 9 über einen radialen Steg 42,
der für
das dargestellte Ausführungsbeispiel
in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet ist als kreisringförmiger Bund,
miteinander verbunden, so dass mit der Griffkernummantelung 9,
dem Steg 42 und der Außenschicht 11 im
Halblängsschnitt
ein liegendes, nach vorne offenes U gebildet ist. Der innenliegende
Schenkel des U, welcher die Griffkernummantelung 9 bildet,
ist kürzer
ausgebildet als der außenliegende,
die Mantelfläche 14 bildende
Schenkel, der insbesondere ungefähr
mit der Längserstreckung 29 ausgebildet
ist. Die Griffkernummantelung 9 ist von den Rippen 8, 13 durchsetzt.
Zwischen Griffkernummantelung 9 und Außenschicht 11 ist
eine weiche Schicht 10 angeordnet, die eine innere Schicht 28 bildet.
Der Griffkern 6 ist aus einem harten Kunststoff gebildet,
der eine erste Steifigkeit definiert. Mit den Endbereichen 17 und 18 liegt
während
einer Fertigung des Griffs 1 der Griffkern 6 dichtend
an der Wand einer Formkavität an,
wenn die Griffkernummantelung 9 und die weiche Schicht 10 hergestellt
werden durch Aufspritzen auf den Griffkern 6. Die Außenschicht 11 besitzt
eine dritte Steifigkeit, während
die weiche Schicht 10 eine zweite Steifigkeit besitzt.
Die zweite und dritte Steifigkeit sind mit einem elastischen Kunststoff
mit unterschiedlicher Härte gebildet,
wobei der für
die dritte Steifigkeit verwendete Kunststoff eine höhere Härte besitzt
als der zur Bereitstellung der zweiten Steifigkeit verwendete Kunststoff.
Bei Beaufschlagung des Griffs 1 mit einer Handkraft verformen
sich die Außenschicht 11 und
die weiche Schicht 10 räumlich
und passen sich der Höhlung
der auf den Griff 1 einwirkenden Hand an, so dass eine
optimale Kopplung von Griff und Hand erreicht werden kann. Auf diese
Weise erfolgt auch eine Adaption des Griffs 1 an unterschiedliche
Hände unterschiedlicher
Benutzer. Griffkern 6, Griffkernummantelung 9,
weiche Schicht 10 und Außenschicht 11 sind – durch
entsprechende Auswahl der verwendeten Kunststoffe – stofflich
durch Verschweißen
beim Spritzvorgang miteinander verbunden. Zusätzlich – insbesondere bei Griffen,
mit denen ein Torsionsmoment übertragen
werden muss – erfolgt
ein Formschluss zwischen den Rippen 8, 13 und
der Griffkernummantelung 9 und dem innenliegenden Bereich der
weichen Schicht 10. Da die Griffkernummantelung 9 eine
höhere
Härte besitzt
als die weiche Schicht 10 und mit der Oberfläche des
Griffkerns 6 stoffschlüssig
verbunden ist, trägt
die Griffkernummantelung 9 wirkungsvoll zur Übertragung
eines Torsionsmoments bei.
-
Eine
Fertigung des Griffs 1 erfolgt derart, dass zunächst der
Griffkern 6 in einer ersten Spritzgießform gefertigt wird, wobei
der Schaft 2 in den Griffkern 6 eingegossen wird.
In einer zweiten Spritzgießform
werden die Griffkernummantelung 9, die weiche Schicht 10 und
die Außenschicht 11 auf
den in die Form eingelegten Griffkern 6 aufgespritzt gemäß dem Intervall- Sandwichverfahren.
Zuerst wird das die Griffkernummantelung 9, den Steg 42 und
die Außenschicht 11 (äußere Schicht 27)
bildende erste Material 22 in die Form eingespritzt und
unmittelbar danach vor einem Aushärten die die weiche Schicht 10 (innere
Schicht 28) bildende Kunststoffmasse, das zweite Material 23,
eingespritzt. Das zweite Material 23 verdrängt das
zuerst eingespritzte, noch (teilweise) flüssige erste Material 22 an
die Wandung der Formkavität
bzw. an die Wandung des Griffkerns 6, wodurch die Griffkernummantelung 9,
der Steg 42 und die Außenschicht 11 ausgebildet
werden. Durch einen derartigen Verfahrensablauf wird erreicht, dass
sich an der Oberfläche
des Griffs 1 die Außenschicht 11 als
dichte Schicht ausbilden kann. Die Dicke dieser Schicht kann durch
den Verfahrensablauf, beispielsweise das Verhältnis und die Dosierungsmengen
der Materialien 22, 23 und/oder die Parameter
des Spritzgießvorgangs
gesteuert werden. Die Dicke der Schicht wird in jedem Fall so eingestellt,
dass eine radiale Verformbarkeit der Außenschicht 11 und
der weichen Schicht 10 bei Einwirken einer Kraft durch
die den Griff 1 umschließende Hand beim Arbeiten nicht
gemindert wird, aber andererseits eine gute Übertragung eines eingeleiteten
Torsionsmoments gewährleistet
ist, wie es z. B. bei Verwendung eines derartigen Griffs für einen Schraubendreher
erforderlich ist. Es wurde gefunden, dass eine Schichtdicke von
ungefähr
0,5 bis 2,5 mm zweckmäßig ist
für die
Außenschicht 11,
wobei die Dicke im Verlauf der Mantelfläche 14 variieren kann.
Für die
Ausbildung der Außenschicht 11 wird
vorteilhafterweise eine Qualität
bzw. Kunststoffart verwendet, die eine für den Anwendungszweck ausreichende
Beständigkeit
gegenüber
Chemikalien, Fetten oder Ölen
hat. Eine derartige Beständigkeit
müssen
die für
die weiche Schicht 10 verwendeten Kunststoffarten nicht
zwingend besitzen, wodurch u. U. Kosten gespart werden können. Eine
Paarung der Materialien 22, 23 in Härte und
Art oder Typ wird derart gewählt,
dass diese zum einen eine gute stoffliche Verbindung miteinander
und mit dem Griffkern 6 eingehen und zum anderen eine gewünschte Verformbarkeit
gewährleistet
ist.
-
Eine
Herstellung eines derartigen Griffs 1 kann alternativ durch
separate Herstellung
- – eines Bestandteils einer
Art Griffhülse
mit dem Endbereich 43, der Griffkernummantelung 9,
der weichen Schicht 10 (innere Schicht 28) und
der Außenschicht 11 (äußere Schicht)
sowie
- eines weiteren Bestandteils mit dem mit dem Griffkern 6 ummantelten
Schaft 2
erfolgen. Hierbei wird in den erstgenannten
Bestandteil eine zentrale, in Richtung der Längsachse 3-3 verlaufende
Höhlung
eingeformt, bspw. mit einem entsprechenden Formkern, die einen unrunden
Querschnitt aufweisen kann zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung
mit einer entsprechenden Mantelfläche des Griffkerns 6,
beispielsweise zur Aufnahme von Rippen 8, 13.
Alternativ kann die Höhlung
einen Sechskantquerschnitt oder einen runden Querschnitt mit eingeformten,
in Längsrichtung
verlaufenden Taschen besitzen. Um den Formkern zur Herstellung der
Höhlung
bildet sich, wie zuvor beschrieben, die Griffkernummantelung 9 aus
Kunststoff mit höherer
Härte aus,
die aus dem ersten Material 22 besteht. Der Griffkern 6 besitzt
einen korrespondierenden Querschnitt, also insbesondere ebenfalls
einen Sechskantquerschnitt oder einen runden Querschnitt mit radial
aufgesetzten Rippen 8, 13, die in die Taschen
des ersten Bestandteils eingreifen. Über die unrunden Querschnitte
kann ein Torsionsmoment übertragen
werden. Die Maße
und Toleranzen der beiden Querschnitte sind so aufeinander abgestimmt,
dass der erste Bestandteil straft passend auf den Griffkern 6 aufgeschoben
werden kann. Zweckmäßigerweise
können
die beiden Bestandteile zusätzlich
miteinander verklebt werden. Der Endbereich 43 besitzt über den
Umfang verteilte Nasen 44 oder einen umlaufenden Ansatz,
der in einer Rastverbindung formschlüssig in einer zugeordneten
Nut 45 des Griffkerns 6 aufgenommen ist. Eine
derartige Schnappverbindung mit den Nasen 44 und der Nut 45 führt zu einer
(u. U. auswechselbaren) axialen Sicherung. Selbstverständlich kann
eine Schnappverbindung auch auf andere Weise ausgebildet sein oder
eine axiale Sicherung anderer Art vorgesehen sein.
-
Bei
einer in 19 dargestellten Ausführungsform
eines Griffs 1 ist die Mantelfläche 14 mit den radial erweiterten
Endbereichen 17, 18 des Griffkernes 6 gebildet.
Zwischen den Endbereichen ist ein elastischer Teil des Griffs 1 angeordnet,
der mit einer weichen Schicht 10 (innere Schicht 28)
sowie einer im Längsschnitt
geschlossenen Ummantelung der weichen Schicht 10 mit der
Griffkernummantelung 9 und der Außenschicht 11 (äußere Schicht)
gebildet ist. Dieses elastische Griffteil kann entweder zunächst als
eigenes Spritzgießteil – ebenfalls
im Sandwichverfahren – gefertigt
werden und unter elastischer Aufweitung von hinten über den
Endbereich 18 auf den Griffkern 6 aufgesteckt
werden oder das Griffteil wird im Sandwichverfahren direkt auf den Griffkern 6 aufgespritzt,
wie dieses bereits für
vorangegangene Ausführungsformen
beschrieben worden ist.
-
Für das in 20 dargestellte
Ausführungsbeispiel
ist in dem Griff 1 der Griffkern 6 nicht durchgehend bis
zum Ende des Griffs 1 ausgebildet. Vielmehr ist der Endbereich 18 des Griffkerns 6 ebenfalls
von der Griffkernummantelung 9, der weichen Schicht 10 (innere
Schicht 28) und der Außenschicht 11 (äußere Schicht 27) ummantelt,
so dass die Außenschicht 11 auch
die stirnseitige Mantelfläche
oder die Kappe bildet. Bei einem Griff gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ist es zweckmäßig, zumindest
eine oder eine einzige Eintrittsöffnung 20 zentral
am Ende des Griffes 1 anzuordnen.
-
Für das in 21 dargestellte
Ausführungsbeispiel
ist der Griffkern 6 ohne radiale Verdickung im Endbereich 18 bis
zum Endbereich des Griffs 1 durchgeführt.
-
Für die in
den 18 bis 21 dargestellten
Ausführungsbeispiele
ist die weiche Schicht 10 oder innere Schicht 28 insbesondere
mit einem zweiten Material 23 in Form eines Kunststoffes
in geschlossener Struktur mit einer Härte von 10 bis 45 Shore A ausgebildet.
Alternativ kann die weiche Schicht 10 mit einer porösen Struktur
gebildet sein, deren Ausgangshärte 20 bis 80 Shore
A ist. Für
die Außenschicht 11 (äußere Schicht 27)
und/oder die Griffkernummantelung 9 findet ein erstes Material
in Form eines Kunststoffes Einsatz mit einer Härte von 30 bis 105 Shore A,
insbesondere 30 bis 85, vorzugsweise 40 bis 60 Shore A. Die radiale Erstreckung
der weichen Schicht 10 ist größer als die der Außenschicht 11 und/oder
der Griffkernummantelung 9. Die Dicke der Griffkernummantelung 9 und/oder
der Außenschicht 11 liegt
zwischen 0,5 und 4 mm. Der Griffkern 6 kann ein balliges
Ende des Griffs bildende Kappe aufweisen, deren Durchmesser größer ist
als der Durchmesser eines Schafts oder Mittenbereichs 26 des
Griffkerns 6. Alternativ kann der Griffkern 6 keine
ballige Kappe aufweisen und mit dem Schaft oder Mittenbereich 26 bis
zum Ende des Griffs 1 einen durchgehenden konstanten Querschnitt
aufweisen. Alternativ kann der Griffkern nicht bis zum Ende des
Griffs 1 durchgehend ausgebildet sein.
-
Die
in den 22 bis 24 dargestellte
Ausführungsform
eines Griffs findet Einsatz für
eine Kelle 46. Der Griff 1 besitzt gemäß dem in 23 dargestellten
Längsschnitt
einen vorderen Endbereich 47, einen Mittenbereich 26 und
einen hinteren Endbereich 48. Die Endbereiche 47, 48 sind
jeweils von radialen Erweiterungen des Griffkerns 6 gebildet.
Der Mittenbereich 26 ist entsprechend den zuvor dargestellten
Ausführungsformen
mit einer Griffkernummantelung 9, einer weichen Schicht 10 (innere
Schicht 28) aus dem zweiten Material 23 und einer
Außenschicht 11 (äußere Schicht 27)
aus dem ersten Material 22 gebildet, wobei für die dargestellte
Ausführungsform
Außenschicht 11 und
Griffkernummantelung 9 im Übergangsbereich zu den Endbereichen 47, 48 durch
Stege 42 oder jeweils eine bundartige stirnseitige Schicht
miteinander stoffschlüssig
verbunden sind, so dass die weiche Schicht 10 vollständig von
einer Schicht aus dem härteren
Material 22 ummantelt ist. Die Griffkernummantelung 9,
die weiche Schicht 10 und die Außenschicht 11 sind
durch Einspritzen der Materialien 22, 23 in einem
Sandwichverfahren hergestellt. Aus dem in 24 dargestellten
Querschnitt des Griffs 1 ist ersichtlich, dass dieser unsymmetrisch
zu einer quer zur Längsachse 3-3 orientierten Querachse 49-49 ist.
Natürlich
kann der Griff auch eine symmetrische Form haben.
-
Wie
die 18-26 zeigen, gibt es im Inneren
der Griffe 1 nicht zwingend durchgehende steg- oder rippenartige
Verbindungen zwischen der Griffkernummantelung 9 und der
Außenschicht 11 aus
Material 22, da sich eine solche stegartige Verbindung
nicht automatisch in jedem Fall beim Sandwichverfahren ergibt.
-
Für das in 25 und 26 dargestellte
Ausführungsbeispiel
sind in der Darstellung der unteren Halbebene Rippen 8, 13 des
Griffkerns 6 vorgesehen, die die Griffkernummantelung 9 in
beide radialen Richtungen durchsetzen und sich in einen Teilbereich
der weichen Schicht 10 (innere Schicht 27) erstrecken,
wie dies aus 26 ersichtlich ist. Hierbei
sind sechs Rippen 8, 13 gleichmäßig in Umfangsrichtung
verteilt, wobei zwei gegenüberliegende
Rippen 8, 13 mit gegenüber den weiteren Rippen 8, 13 vergrößerter radialer
Erstreckung ausgebildet sind. Es können aber auch alle Rippen
dieselbe radiale Erstreckung haben. Im Unterschied zu dem Beispiel
gemäß 10, 11 erstrecken
sich die Rippen nicht weit in die Schicht 10, so dass die Torsionssteifigkeit
geringer ist als bei einem Griff gemäß 10 und 11.
Bei entsprechender Anlage der Form und der Einspritzkanäle sowie
Steuerung des Ablaufes werden sich bei Herstellung des dargestellten Griffs 1 im
Intervall-Sandwichverfahren jedoch Stege 12 zwischen dem
Griffkern 6, bzw. dessen Griffkernummantelung 9,
und der Außenschicht 11 ausbilden,
die in axialer Richtung über
die Erstreckung der Schicht 10 verlaufen, wie aus 27 und
der oberen Halbebene in 25 ersichtlich
ist.
-
28 zeigt
eine Ausführungsform
eines Griffs 1 für
einen Zangenschenkel 25, siehe auch 7, 8, 9.
Ein Unterteil 51, in dem der Zangenschenkel 25 aufgenommen
ist, ist mit einem Hartkunststoff ummantelt. Mit dem Unterteil 51 stoffschlüssig auf
der außenliegenden
Seite des Zangenschenkels 25 verbunden ist ein Oberteil 52,
wobei bei dieser Verbindung das Unterteil 51 mit dem Griffkern 6 der
Ausführungsbeispiele
für Schraubendreher
vergleichbar ist. Das Oberteil 52 ist mit einer weichen
Schicht 10 oder inneren Schicht 28 gebildet, die
im Querschnitt vollständig
von der einer Außenschicht 11 oder äußeren Schicht
sowie einer "Griffkern ummantelung" 9, die
ineinander übergehen,
umgeben ist. Eine Herstellung des Griffes 1, bestehend
aus dem Oberteil 52 in Verbund mit dem Unterteil 51,
ist sowohl als eigenes Teil zur nachträglichen Montage auf den Zangenschenkel 25 als
auch durch direktes Aufspritzen auf den Zangenschenkel 25 in
einem Sandwichverfahren möglich,
vergleichbar mit dem Aufspritzen der Schichten 10 und 11 auf
den Griffkern 6 eines Schraubendrehers.
-
29, 30 zeigen
einen Hammer 53 mit einer Ausführungsform eines Griffs 1 im
Längsschnitt und
Querschnitt. Zumindest in dem Bereich des Griffes, der von dem Benutzer
von der Hand umfasst wird, ist der Griff 1 mit einer Griffkernummantelung 9,
einer weichen Schicht 10 (innere Schicht 27) und
einer Außenschicht 11 (äußere Schicht 28)
gebildet, die in einem Sandwichverfahren hergestellt sein können. Abweichend zu
der dargestellten Ausführungsform
kann ein Hammerstiel auch mit einem dicht in einer Kavität anliegenden Endstück ähnlich einer
Kappe 18 bei einem Griff für Schraubendreher ausgestattet
sein.
-
Das
in den 31 und 32 dargestellte
Ausführungsbeispiel
ist ohne Griffkernummantelung 9 aus einem harten Kunststoff
hergestellt. Stattdessen ist der Griffkern 6 mit den zugeordneten,
gegenüberliegenden beiden
Rippen 8, 13 unmittelbar oder mittelbar unter
Zwischenschaltung der Griffkernummantelung 9 mit einer weichen
Schicht 10 (innere Schicht 28) ummantelt, die
für eine
Herstellung in einem Sandwichverfahren mit einem zweiten Material 23 gebildet
ist. Die weiche Schicht 10 ist radial außenliegend
von der Außenschicht 11 (äußere Schicht 27)
ummantelt, die für
eine Fertigung in dem Sandwichverfahren mit dem ersten Material 22 gebildet
ist. Die Dicke der Außenschicht 11 ist
bei dieser Ausgestaltung durch entsprechende Dosierung der in die
Formkavität
eingespritzen Volumina der Materialien 22 und 23 und
stärkerer
Kühlung
der Wand der Formkavität,
vorzugsweise, je nach Griffgröße, im Bereich
zwischen 2 und 4 mm eingestellt. Die Verbindung der Schichten 27, 28 erhält dadurch
bereits eine gute Torsionssteifigkeit, auch wenn die Rippen 8,13 nicht
weit in die weiche Schicht 10 hineinragen. Eine weitere
Verbesserung der Torsionssteifigkeit wird durch Verlängerung
der Rippen 8 bis ungefähr
zur Innenseite der Außenschicht 11 (äußere Schicht 27)
erreicht. Im Extremfall schließen
die Rippen stoffschlüssig
an die äußere Schicht 27 an,
s. 15, 16. Eine Erhöhung der Torsionssteifigkeit
kann auch dadurch herbeigeführt
werden, dass der Griffkern 6 selbst eine ungefähr rechteckigen Querschnitt
hat und stoffschlüssig
an die Innenseite der Außenschicht 11 anschließt, s. 17.
-
33 zeigt
eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei dem drei Eintrittsöffnungen 20, 21, 54 in
Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt
ungefähr
bei gleicher axialer Position angeordnet sind. Auf diese Weise können in
Umfangsrichtung mittig zwischen den Eintrittsöffnungen 20, 21, 54 drei
Rippen 12 hergestellt werden, die sich in axial und radial
orientierten Ebenen erstrecken.
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34 zeigt
eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei dem zwei Eintrittsöffnungen 20, 21 auf
dem Umfang einander gegenüberliegend
angeordnet sind, aber in axialer Richtung zueinander versetzt angeordnet
sind. In diesem Fall stellt sich bei dem beschriebenen Sandwichverfahren
eine Rippe 12 ein, die in Umfangsrichtung geschlossen oder
in Form einer um die Längsachse 3-3 umlaufenden
Spirale ausgebildet ist und die Schichten 9 und 11 verbindet.
Sind die Eintrittsöffnungen 20, 21 abweichend
zu der dargestellten Ausführungsform
in Umfangsrichtung nicht zueinander versetzt, erstreckt sich die
sich ergebende Rippe 12 in einer quer zur Längsachse
liegenden Ebene, während
sich für
die dargestellte Ausführungsform
ein Steigungswinkel γ der
Spirale gegenüber
der Längsachse 3-3 ergibt. Über die
Einspritzbedingungen und die Orte der Einspritzöffnungen 20, 21 kann
die der Steigungswinkel γ der
Spirale vorgegeben werden.
-
Vorzugsweise
betrifft die Erfindung nicht nur Griffe für verschieden Werkzeuge, sondern
auch einen oder mehrere Griffe für
Werkzeugsätze
in unterschiedlichen Größen und
Schaftformen.
-
Für Griffe
für Schraubendreher
wird eine nicht poröse
Ausführung
der Schichten bevorzugt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Herstellung
von Griffen mit symmetrischen Querschnittsformen, wie Schraubendrehergriffe,
aber auch für
Griffe mit unsymmetrischen Querschnittsformen, wie Kellengriffe
oder Hämmergriffe
gemäß
EP 00 907 448.5 und
EP 01 915 000.2 der Anmelderin
angewendet werden. Für
eine Ausgestaltung der Erfindung ist kennzeichnend für Griffe,
die nach diesem Verfahren hergestellt werden, dass die Querschnittsfläche des
Griffkerns aus hartem Kunststoff im Verhältnis zur Querschnittsfläche des
fertigen Griffes verhältnismäßig klein
ist, wodurch erreicht wird, dass das Volumen der elastischen, weichen
Schichten verhältnismäßig groß werden
kann. Hierdurch unterscheiden diese Griffe sich von den 2-Komponenten-Griffen nach
dem Stand der Technik, bei denen die Querschnittsfläche des
Griffkerns aus hartem Kunststoff verhältnismäßig groß ist im Vergleich zur Querschnittsfläche des
Griffmantels aus einem weicheren Kunststoff.
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B. ERFINDUNGSGEMÄßES VERFAHREN
-
Sämtliche
vorgenannten Griffe können – auch abweichend
oder ergänzend
zu den zuvor erläuterten Verfahren
und mit abweichenden oder entsprechenden Merkmalen des Griffes und
deren Bestandteile vor, während
und nach dem Aushärten
der Schichten – mit
folgenden Verfahrensschritten hergestellt werden:
Gemäß 35 und 36 wird
in eine erste Form 101 ein Schaft 102 eingelegt,
der mit einem Griffkern 103 aus einem Hartkunststoff ummantelt
ist. Die Form 101 besitzt eine Kavität 104, in die über mindestens
eine Eintrittsöffnung 105 zunächst ein
erstes Material 106 eingespritzt wird. Anschließend wird
vor einem endgültigen
Aushärten
des ersten Materials 106, vorzugsweise über dieselbe Eintrittsöffnung 105,
ein zweites Material 107 in das Innere des ersten Materials 106 eingespritzt,
welches das erste Material 106 verdrängt, bis dieses radial außenliegend
zur Anlage an die die Kavität 104 begrenzende
Wandung der Form 101 sowie radial innenliegend zu Anlage
an den Griffkern 103 kommt. Mit vollständigem Befüllen der Kavität wird das
Einspritzen des zweiten Materials 107 beendet. Möglich ist
allerdings auch eine Beendigung des Befüllens zu einem früheren Zeitpunkt,
zu dem ein Teil der Kavität 104 noch
nicht ausgefüllt
ist.
-
Das
erste Material 106 bildet radial außenliegend eine äußere Schicht 108,
welche eine Mantelfläche 109 des
Griffes 110 bereitstellt, sowie eine den Griffkern 103 ummantelnde
Griffkernummantelung 111. Über einen Teil der Längserstreckung
des Griffes 110, vorzugsweise auch in dem Bereich des Griffes 110 mit
dem größten Durchmesser,
ist zwischen der äußeren Schicht 108 und
der Griffkernummantelung 111 die mit dem zweiten Material 107 gebildet
innere Schicht 112 angeordnet und stoffschlüssig angebunden.
-
Das
zweite Material 107 für
die Ausbildung der inneren Schicht ist für dieses Verfahren mit einem Treibmittel
versehen. Für
den Fall, dass mit Beendigung des Einspritzens des zweiten Materiales 107 die
Kavität 104 noch
nicht vollständig
ausgefüllt
ist, kann das Material mit einem Aufschäumen infolge des Treibmittels
die Form vollständig
ausfüllen,
wobei Luft über
eine geeignete Entlüftungsbohrung
verdrängt
werden kann.
-
Gemäß 37 und 38 wird
der Griff 110 vor dem Aushärten der inneren Schicht 112 und
der Beendigung der Wirkung eines Treibmittels in der inneren Schicht 112 aus
der ersten Form 101 entnommen und in eine zweite Form 113 eingelegt,
wobei der Durchmesser der Kavität
der zweiten Form 113 größer ist
als der entsprechende Durchmesser der ersten Form 101.
Demgemäß ergibt
sich zwischen der Mantelfläche 109 und der
zweiten Form 113 ein freier, um die Mantelfläche 109 umlaufender
Zwischenraum 114. Infolge der Wirkung des Treibmittels
vergrößert sich
das Volumen des zweiten Materials 107, was mit einer Vergrößerung der Schichtdicke
der inneren Schicht 112 und der Ausbildung von Poren oder
der Vergrößerung von
Poren einhergeht. Infolge dieser Veränderung wird der Durchmesser
der äußeren Schicht 108 vergrößert, vorzugsweise durch
plastische und/oder elastische Verformung der äußeren Schicht 108.
Schließlich
kommt die äußere Schicht
unter Ausbildung einer Anpresskraft zur Anlage an die zweite Form 113.
Mit dem durch die zweite Form 113 vorgegebenen Durchmesser
für die
Mantelfläche 109 erfolgt
das endgültige
Aushärten
(39, 40).
-
Bei
dem ersten Material 106 und dem zweiten Material 107 kann
es sich um gleiche oder unterschiedliche Werkstoffe handeln, wobei
das zweite Material 107 zumindest einen größeren Anteil
eines Treibmittels besitzt oder nur dieses mit einem Treibmittel
versehen ist.
-
Der
gewünschte
elastische Effekt eines Griffes kann durch eine poröse Struktur
erreicht werden durch Zusatz von Treibmittel zu dem Material einer
inneren Schicht. Eine Nutzung des Treibmittels zur Erzeugung einer
elastischen, porösen
Struktur lässt
sich aber nicht erzielen, wenn der Griff so lange in der Form verbleibt, dass
das Material so weit abgekühlt
ist, dass die Form des Griffes nach dem Entformen stabil bleibt.
Eine poröse
Struktur kann sich aber bilden, wenn die Griffe früher aus
der Form genommen werden und das Material der inneren Schicht noch
eine Temperatur hat, bei der Treibmittel noch wirksam ist oder werden
kann, indem dieses vergast unter Ausbildung von mit Gas gefüllten Poren,
und die äußere Schicht
noch so elastisch ist, dass sie unter dem Innendruck nachgibt und
der Griff expandieren kann.
-
Wenn
das Verfahren bzw. eine entsprechender Abkühlprozess mit dem Intervall-Sandwich-Spritzgießverfahren
gekoppelt wird, hat dies die Vorteile, dass
- – für die innere
und äußere Schicht
verschiedene Materialien ausgewählt
werden können,
wobei für
die äußerer Schicht
ein Material mit höherer
Härte verwendet
wird als für
die innerer Schicht, so dass die äußere Schicht weniger leicht
beschädigt
werden kann,
- – die
Dicken der äußeren und
inneren Schicht durch die Dosiermengen des eingespritzten Materials
genau vorgegeben werden können.
-
Dabei
entwickeln sich die Eigenschaften des Griffes gegenläufig: um
eine dickere äußere Schicht
zu erzielen, muss der Griff längere
Zeit in der Form bleiben. Der Griff kühlt dann stärker ab und nach dem Entformen
ist die Wirkung des Treibmittels geringer – und umgekehrt.
-
Die
Expansion der inneren Schicht kann nach dem Entnehmen aus der Form
entweder frei erfolgen oder – wie
zuvor beschrieben – dadurch
begrenzt werden, dass die Griffe nach dem Entnehmen aus der ersten Form
in eine zweite Form eingelegt werden, die eine größerer Kavität aufweist
als die erste Form. Diese größere Kavität wird durch
die Griffe beim Expandieren ausgefüllt. Auf diese Weise kann die
Expansion so begrenzt werden, dass der vollständig ausgehärtete Griff eine vorgegebene
Form hat und auch die Übergänge zu dem
frei liegenden Teile des Griffkernes kontinuierlich verlaufen. Bei
freier Expansion kann sich die Kontur des Griffes verändern, weil
die Expansion im Bereich größerer Wanddicke
der inneren Schicht stärker
sein wird als im Bereich geringerer Wanddicke.
-
Die
radiale Vergrößerung des
Griffes durch die Expansion kann vorgegeben werden durch
- – die
Menge des Treibmittels – viel
Treibmittel ergibt mehr und größere Poren
und damit eine stärkere
Expansion,
- – den
Zeitpunkt der Übergabe
aus der ersten in die zweite Form – eine Übergabe bei höherer Temperatur verstärkt die
Wirkung des Treibmittels,
- – die
Art des verwendeten Materials. Die verschiedenen in Betracht kommenden
Materialien reagieren unterschiedlich auf ein Treibmittel, auch
die ursprüngliche
Härte des
Materials wird Einfluss auf die Expansion haben, und/oder
- – die
Größe der Kavität in der
zweiten Form, sofern diese eingesetzt wird.
-
Für die elastischen
Griffe aller Ausführungsarten
und Herstellungsverfahren könnte
eine Kenngröße allgemein
vorgegeben werden – die
Shore-Härte,
gemessen auf der Oberfläche
des Griffes. Die angestrebte Verformbarkeit des Griffes könnte durch
die Angabe der Shore-Härte,
gemessen auf der Oberfläche
des Griffes an der Stelle des größten Durchmessers
bei Raumtemperatur von ca. 20 °C,
bspw. 20 bis 45 Shore A, vorzugsweise 25 bis 35 Shore A oder mit
den zuvor definierten Härten,
definiert werden.
-
Ein
Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist für
sämtliche
unter A. angesprochene Ausführungsformen
des Griffes möglich,
wobei auch sämtliche
in A. genannten Verfahrensmerkmale und/oder Vorrichtungsmerkmale
mit den unter B. offenbarten Merkmalen kombiniert werden können. Beispielweise
kann die Griffkernummantelung 111 über Rippen 8, 115 mit
der äußeren Schicht 108 verbunden
sein, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn über den Griff 110 Torsionsmomente
zwischen dem Benutzer und dem Schaft 102 übertragen
werden sollen. ebenfalls möglich
ist, dass in die innere Schicht 112 hineinragende Stege
für eine
gute Übertragung
eines Torsionsmomentes sorgen.
-
35, 36 zeigen
eine Ausführungsform,
bei welcher der Griffkern 103 keine Rippen 8 besitzt, während in 37-40 eine
Ausführungsform
dargestellt ist, die über
Rippen 8 des Griffkerns 103 verfügt.
-
Eine
Entnahme des Griffs aus der ersten Form oder eine Öffnung der
Form erfolgt nach dem Einspritzen des ersten und zweiten Materials
beispielsweise nach einer Zeitspanne von 6-20 Sekunden. Diese Zeitspanne
ist abhängig
von der Größe, insbesondere
dem Durchmesser, des jeweiligen Griffs. Eine gewisse Kühlzeit vor
einem Öffnen
bzw. einer Entnahme muss eingehalten werden, damit der Griff bei
der Entnahme eine ausreichende Formstabilität hat.
-
- 1
- Griff
- 2
- Schaft
- 3
- Längsachse
- 4
- Übertragungsquerschnitt
Schaft
- 5
- Rippen
- 6
- Griffkern
- 7
- Übertragungsquerschnitt
Griffkern
- 8
- Rippen
Griffkern
- 9
- Griffkernummantelung
- 10
- weiche
Schicht
- 11
- Außenschicht
- 12
- Rippen
oder Stege
- 13
- Rippen
- 14
- Mantelfläche
- 15
- Auge
- 16
- Form,
Formkavität
- 17
- Endbereich
- 18
- Endbereich
- 19
- Kammer
- 20
- Eintrittsöffnung
- 21
- Eintrittsöffnung
- 22
- erstes
Material
- 23
- zweites
Material
- 24
- Kanal
- 25
- Zangenschenkel
- 26
- Mittenbereich
- 27
- äußere Schicht
- 28
- innere
Schicht
- 29
- Längserstreckung
- 30
- Erstreckung
Rippe/rechteckiger Übertragungsquerschnitt
- 33
- Radius
Griffkern
- 34
- Radius
Mantelfläche
- 40
- radiale
Erstreckung
- 41
- radiale
Erstreckung
- 42
- Steg,
Bund
- 43
- Endbereich
- 44
- Nase
- 45
- Nut
- 46
- Kelle
- 47
- vorderer
Endbereich
- 48
- hinterer
Endbereich
- 49
- Querachse
- 50
- Zange
- 51
- Unterteil
- 52
- Oberteil
- 53
- Hammer
- 54
- Eintrittsöffnung
- 101
- erste
Form
- 102
- Schaft
- 103
- Griffkern
- 104
- Kavität
- 105
- Eintrittsöffnung
- 106
- erstes
Material
- 107
- zweites
Material
- 108
- äußere Schicht
- 109
- Mantelfläche
- 110
- Griff
- 111
- Griffkernummantelung
- 112
- innere
Schicht
- 113
- zweite
Form
- 114
- Zwischenraum
- 115
- Rippe