DE102007007416A1

DE102007007416A1 - Verfahren zur Herstellung eines Griffes

Info

Publication number: DE102007007416A1
Application number: DE200710007416
Authority: DE
Inventors: Horst Holland-Letz
Original assignee: Felo-Werkzeugfabrik
Current assignee: Felo-Werkzeugfabrik
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2008-08-14
Also published as: DE102006032537A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Griff, der sich unter Einwirkung einer Handkraft elastisch verformt und in einem kombinierten Sandwich-Gas-Injektionsverfahren hergestellt ist. Er besteht im wesentlichen aus dem Griffkern (6) aus hartem Material, einer sich daran anschließenden inneren Schicht aus einem zweiten weichen Kunststoff-Material (28) und einer Außenschicht (11) aus einem ersten Kunststoffmaterial (22), das härter ist als das zweite Material. In die innere Schicht aus dem zweiten Material oder zwischen die innere Schicht und die Außenschicht ist eine Hohlkammer (10) im Gas-Injektionsverfahren eingeformt.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Herstellung eines Griffes für Werkzeuge, der eine elastische Anpassung an die Handgröße und – Form des Benutzers ermöglicht und dadurch ergonomische Bedingungen optimal erfüllt, aber auch Torsions – oder Druckkräfte sicher auf das Funktionsteil des Werkzeuges überträgt und nach diesem Verfahren hergestellte Griffe.
In der Patentanmeldung DE 10 2006 032 537.0 der Anmelderin wird ein Verfahren zur Herstellung von Griffen dieser Art beschrieben. Gemäß diesem Verfahren wird in die Kavität der Spritzgießform zuerst ein Griffkern aus Hartkunststoff oder einem anderen harten Material, in den der Schaft oder der Griffschenkel eines Werkzeuges eingesetzt ist, eingelegt. Nach dem schließen der Spritzgießform wird in die Kavität eine elastisches Kunststoff-Material eingespritzt. Bevor dieses ausgehärtet ist, wird in den noch flüssigen Kernbereich des Materials ein inertes Gas, vorzugsweise Stickstoff, unter hohem Druck eingepresst. Die Menge des eingespritzten Kunststoff-Materials wird so dosiert, dass sie geringer ist als das noch freie Volumen der Formkavität. Beim Einpressen des Gases in den Kernbereich des wird der insgesamt noch weiche Masseballen des Materials räumlich ausgedehnt und kommt an der Wandung der Formkavität und des Griffkernes zur Anlage. Beim Auskühlen und Aushärten bildet das Material eine am Griffkern anliegende Schicht und die den äußeren Griffkörper bildende Außenschicht. Zwischen den beiden Schichten können radiale Verbindungsstege aus dem Kunststoff-Material entstehen. Das Gas wird abgesaugt und es bleibt im Inneren eine Hohlkammer. Die Einspritzöffnung für das Kunststoff-Material und das Gas wird zum Schluss zweckmässigerweise durch eine kleine Menge eingespritzten Kunststoff-Materials verschlossen.
Beim Aufbringen einer Radialkraft auf den Griffkörper gibt die Außenschicht des Griffkörpers, in die Hohlkammer einfedernd, nach und passt sich der den Griff umschließenden Hand an.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Verfahren wie in DE 10 2006 032 537.0 beschrieben, weiter zu verbessern, sodass die Elastizität des Griffes noch genauer eingestellt werden kann.
LÖSUNG
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Lösung sind durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 3. gekennzeichnet. Ein erfindungsgemäßer Griff ergibt sich entsprechend den Merkmalen des Anspruches 1.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Beim Sandwichverfahren wird nach dem Einlegen des Griffkernes, wie bei dem reinen Gas-Innendruckverfahren, in einer ersten Phase des Verfahrensablaufes zunächst das nach dem Aushärten die Aussenschicht des Griffes bildende erste elastische Kunststoff-Material in die Formkavität eingespritzt und zwar mit einem vorgegebenen Volumen, das einen Bruchteil des Volumens der Formkavität darstellt. Anschliessend wird in der zweiten Phase, im wesentlichen ohne zeitliche Verzögerung, ein zweites elastisches Kunststoff-Material durch die selbe Eintrittsöffnung in die Formkavität eingespritzt, ebenfalls mit einem Bruchteil des Volumens der Formkavität. Die Anteile des ersten und zweiten Materials zusammen füllen ungefähr 60 bis 90% des Volumens der Formkavität. Die Härte des ersten Materials liegt zwischen 50 und 90 Shore A, des zweiten Materials zwischen 15 und 50 Shore A, wobei die Härtekombinationen so gewählt sind, dass die Differenz der Härten wenigstens 20 Shore A beträgt und das erste Material härter ist als das zweite Material.
Unmittelbar nach dem Einspritzen des zweiten Materials wird in der dritten Phase das Gas durch die selbe Eintrittsöffnung in die Formkavität eingepresst. Da diese Vorgänge in sehr kurzer Zeit von wenigen Sekunden ablaufen, sind die Materialschmelzen in den Inneren Bereichen der Materialballen noch flüssig. Das zweite eingespritzte Material strömt deshalb, dem geringsten Widerstand folgend, in den noch flüssigen inneren Bereich des vom ersten Material gebildeten Ballens und dehnt ihn räumlich aus, da auch die äusseren Bereiche noch welch, weil nicht ganz abgekühlt und erstarrt sind. Das in der dritten Phase eingepresste Gas strömt in den noch flüssigen inneren Bereich des zweiten Materials und weitet den vom ersten und zweiten Material gebildeten Ballen so weit aus, dass er die Formkavität voll ausfüllt. Dabei kommt die Oberfläche des Materialballens an der Wand der Formkavität und an der Oberfläche des Griffkerns zur Anlage, wie bei dem reine Gas-Innendruckverfahren oder dem reinen Sandwichverfahren. Durch das eingepresste Gas wird im Inneren des Materialballens eine Hohlkammer gebildet, die auch nach dem Aushärten des Materials erhalten bleibt, währen das Gas durch die Eintrittsöffnung wieder abgesaugt wird.
Wenn das Gas durch die selbe Eintrittsöffnung wie das Kunststoff-Material in die Kavität eingepresst wird, ist die Gasdüse bei einer Form mit mehreren Kavitäten als Werkzeugdüse möglichst dicht an der Eintrittsöffnung anzuordnen. Alternativ kann die Gasdüse – getrennt von der Eintrittsöffnung für das Kunststoff-Material – auch direkt in die Formkavität beziehungsweise den Masseballen münden.
Durch die Ausbildung der Hohlkammer wird zum einen erreicht, dass die Elastizität beziehungsweise die Verformbarkeit des Griffes weiter erhöht wird gegenüber einer Ausführung, bei der die Formkavität vollständig vom ersten und zweiten Material ausgefüllt ist, andererseits die Hohlkammer nicht so gross sein muss wie bei dem reinen Gas-Innendruckverfahren. Bei dem letzteren muss die Ausssenschicht alle auf den Griff einwirkenden und von ihm zu übertragenden Kräfte aufnehmen und deshalb von dem ersten, härteren und steiferen Material gebildet werden. Damit die gewünschte Verformbarkeit des Griffes erreicht wird, muss die Hohlkammer verhältnismässig gross sein. Dann ist aber die radiale Verbindung zum Griffkern weniger formschlüssig ausgebildet.
Will man diese Verbindung verbessern, müssen mindestens drei radiale Rippen am Griffkern und drei, durch die Rippen und den Schaft des Griffkernes gebildete Kammern vorgesehen werden, was technisch bei einer Form mit mehreren Kavitäten und einem Einleger mit einem Werkzeugschaft – wie zum Beispiel einer Schraubendreher-Klinge – nur schwierig und aufwendig auszuführen ist.
Bei dem kombinierten Verfahren kann die Aussenschicht aus dem ersten Material eine verhältnismässig geringe Wandstärke haben und damit nachgiebiger sein, da sie von der inneren, aus dem weicheren zweiten Material gebildeten Schicht unterstützt wird. Die innerhalb der inneren Schicht gebildete Hohlkammer kann kleiner gehalten werden und sich im wesentlichen in dem Bereich erstrecken, in dem die innere Schicht die grössere Dicke hat, nämlich in der Zone der grösseren Dicke des Griffes. Dadurch ist die Verbindung zum Griffkern besser ausgebildet, aber eine noch bessere Verformbarkeit gewährleistet als wenn die innere Schicht nur aus dem zweiten Material gebildet sein würde.
FIGURENBESCHREIBUNG
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch die Formkavität,
2 einen zweiten Längsschnitt durch die Formkavität in einer zweiten Phase des Füllvorganges,
3 einen Querschnitt durch einen fertiggestellten Griff.
Wie 1 zeigt, ist in den Formeinsatz 16, in der Teilungsebene dargestellt, die Kavität 19 eingeformt, die der Form des herzustellenden Griffes 1 entspricht. In die Kavität 19 beziehungsweise den Formeinsatz, ist der Griffkern 6 mit dem darin eingesetzten Schaft 2 eines Werkzeuges eingelegt. An den Schaft 2 ist die Kraftübertragungsfläche 4 angearbeitet.
Der Schnitt in der Teilungsebene, zeigt den Füllvorgang der Kavität in der zweiten Phase während des Einspritzens des zweiten Kunststoff-Materials 28 in den Kernbereich des Masseballens aus dem ersten Kunststoff-Material 22, wobei dieses räumlich in der Kavität 19 verdrängt wird. In dem Beispiel sind zwei Eintrittsöffnungen 20 und 21 dargestellt, durch die in der ersten Phase des Füllvorganges bereits das erste Material 22 eingespritzt wurde.
2 zeigt die Füllung der Kavität nach Abschluss der dritten Phase des Füllvorganges, während der durch die selben Eintrittsöffnungen 20, 21 das Gas 23 in den inneren Bereich des zweiten Kunststoff-Materials 28 eingepresst wurde. Durch das Einpressen des Gases wurde sowohl das erste Material 22 als auch das zweite Material 28 so weit räumlich verdrängt, dass die Kavität 19 voll ausgefüllt ist.
Das erste Material liegt an der Wand der Kavität an und bildet die Aussenschicht des Griffkörpers 1, es liegt aber auch an der Oberfläche des Griffkernes 6 an und bildet dort eine Griffkernummantelung 9. Die Aussenschicht 11 und die Griffkernummantelung 9 sind zusammenhängend und aus dem selben Material 22 gebildet.
Das zweite Material 28 bildet die innere Schicht zwischen dem Griffkern (6) und der Aussenschicht 11. Nach dem Absaugen des Gases 23 verbleiben in dem ausgehärteten Griffkörper die durch das eingepresste Gas und die Verdrängung der Materialien 22 und 28 gebildeten Hohlkammern 10 in der inneren Schicht, wie der Querschnitt durch den fertigen Griff gemäß 3 zeigt.
Bei radialer Beaufschlagung mit einer Handkraft gibt der Griffkörper im Bereich der Hohlkammern 10 federnd nach und verformt sich asymmetrisch entsprechend der auf die jeweiligen Bereiche von den Fingern und der Handfläche ausgeübten Kräfte. Der Griff passt sich also der ihn umschließenden Hand an, sodass eine optimale ergonomische Beziehung zwischen Hand und Griff gegeben ist.
Bei dem dargestellten Beispiel mit zwei Eintrittsöffnungen 20, 21 bilden sich beim Einspritzen des ersten und zweiten Materials beim Zusammentreffen der Materialströme durch Verschmelzen der Fronten Stege 12 aus, die die Griffkernummantelung 9 mit der Aussenschicht 11 verbinden und die Übertragung eines Drehmomentes unterstützen. Allerdings ist die radiale Verformbarkeit im Bereich der Stege nur so hoch, wie es die Elastizität des ersten Materials erlaubt. Da die Breite der Stege jedoch nur einen kleinen Teil des Griff-Umfangs ausmacht, ist dies annehmbar.
Der Querschnitt gemäß 3 entlang einer Linie I-I in 2 durch den fertigen Griffkörper zeigt den radialen Aufbau. Um den Griffkern 6 liegt eine Griffkern-Ummantelung 9 aus dem ersten Material 22, mit dem Griffkern stofflich verbunden. Die Griffkern-Ummantelung ist über die Stege 12 mit der Aussenschicht 11 verbunden, die beide ebenfalls aus dem Material 22 gebildet sind.
Zur Verbesserung der Torsionssteifigkeit des Griffkörpers sind radial am Griffkern angebrachte Rippen 8, 13 bestimmt. Innerhalb der vom zweiten Material 28 gebildeten inneren Schicht befinden sich die Hohlkammern 10. Die räumliche Ausdehnung und Form der Hohlkammern als auch des vom zweiten Material gebildeten inneren Schicht können natürlich von der dargestellten Form abweichen, die als Prinzipdarstellung anzusehen ist. Die Hohlkammer 10 kann auch zwischen der inneren Schicht aus dem Material 28 und der Aussenschicht 11 aus dem Material 22 gebildet sein.

1: Griff
2: Schaft
3: Längsachse
4: Übertragungsquerschnitt Schaft
5: Rippen
6: Griffkern
8: Rippen Griffkern
9: Griffkernummantelung
10: Hohlkammer
11: Außenschicht
12: Rippen oder Stege
14: Mantelfläche
16: Formeinsatz
17: vorderer Endbereich des Griffkernes
18: hinterer Endbereich des Griffkernes
19: Formkavität
20: Eintrittsöffnung
21: Eintrittsöffnung
22: erstes Kunststoff-Material
23: Gas
28: zweites Kunststoff-Material

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006032537 [0002, 0004]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Griffs (1) für ein Werkzeug mit einem Griffkern (6) aus einem harten Material, einer die Mantelfläche bildende Außenschicht 11 aus einem weichen Material (22) wobei Wanddicken und Steifigkeiten der Schicht (11) und die Dimension und Lage der Kammer (10) derart gewählt sind, dass bei einer Beaufschlagung des Griffes (1) durch die Kraft einer Hand eines Benutzers eine elastische Verformung des aus dem weichen Material (22) gebildeten Griffkörpers erfolgt, mit folgenden Verfahrensschritten: a) in eine Form (16) beziehungsweise Kavität (19) wird zunächst ein Material (22) eingespritzt und b) anschließend an das Einspritzen des Materials (22) und vor einem endgültigen Aushärten des ersten Materials (22) in die Form (16) wird ein Gas (23) in das noch flüssige erste Material (22) eingepresst, wobei mit dem Einpressen des Gases (23) das Material (22) räumlich verdrängt wird und zur Anlage an die Wandung der Kavität (19) kommt, und c) nach einem Aushärten wird ca) die Außenschicht (11) mit dem Material (22) gebildet und cb) zwischen Außenschicht (11) und Griffkern (6) mindestens eine Hohlkammer (10) gebildet, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass vor dem Einpressen des Gases (23) ein zweites weiches Material (28) in den noch flüssigen inneren Bereich des ersten Material (22) eingespritzt wird und in den noch flüssigen inneren Bereich des zweiten Materials (28) das Gas (23) eingepresst wird und die Hohlkammer (10) innerhalb dieses Materials bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (23) durch die selbe Eintrittsöffnung (20, 21) wie das Kunststoffmaterial (22, 28) in die Form eingepresst wird und eine Gasdüse als Werkzeugdüse dicht an der Eintrittsöffnung angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (23) durch eine eigene Eintrittsöffnung in die Form eingepresst wird und die Gasdüse direkt in die Formkavität beziehungsweise den Masseballen der Materialien (22, 28) mündet.
Griff mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und hergestellt in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3.