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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Werkzeug gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Werkzeug,
mit welchem im Betrieb des Werkzeuges von einer Hand eines Benutzers
ein Torsionsmoment um eine Längsachse eines Schaftes des
Werkzeuges übertragen werden soll. Beispielsweise handelt
es sich um einen Schraubendreher oder eine Schraubzwinge.
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STAND DER TECHNIK
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Die
Gestaltung von Griffen für Werkzeuge führt auf
einen Zielkonflikt:
- – Einerseits soll
ein Griff für ein Werkzeug möglichst elastisch
oder weich ausgebildet sein. Grund hierfür ist, dass sich
der Griff möglichst gut an die Hand eines Benutzers anpassen
soll, so dass die Hand des Benutzers großflächig
an dem Griff anliegt und Kräfte von der Hand des Benutzers
auf den Griff unter Vermeidung von Spannungsspitzen übertragen
werden können. Hierbei kann es auch von Vorteil sein, wenn
durch die elastischen Verformungen des Griffes eine gewisse "Unrundheit"
des Griffes unterstützt oder erzeugt wird. Weitere Bedeutung
hat die Verformbarkeit des Griffes für die Anforderung,
dass eine einzige Griffgeometrie eines Griffes durch Benutzer mit
unterschiedlichen Handgeometrien und -größen verwendbar
sein soll.
- – Andererseits sollen über den Griff Kräfte
auf ein Funktionsteil des Werkzeuges, beispielsweise die Klinge
eines Schraubendrehers, übertragen werden, wofür
eine Steifigkeit des Griffes erforderlich ist, die zumindest oberhalb
eines Schwellwertes liegt.
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Zur
Lösung dieses Zielkonfliktes hat die Anmelderin in der
Vergangenheit erkannt, dass die genannten unterschiedlichen Steifigkeitsanforderungen jeweils
für unterschiedliche Belastungsrichtungen des Griffes gelten.
Dieser Erkenntnis kann dadurch Rechnung getragen werden, dass eine
Gestaltung des Griffes derart erfolgt, dass sich ein anisotropes Steifigkeitsverhalten
des Griffes ergibt, wofür die Wahl der eingesetzten Materialien
und die konstruktive Gestaltung des Griffes, beispielsweise mit
unterschiedlichen Schichten und/oder Rippen, verantwortlich sein
kann. Insbesondere erfolgt eine Gestaltung des Griffes derart, dass
sich eine radiale Nachgiebigkeit des Griffes ergibt, die größer
ist als die Steifigkeit des Griffes in Umfangsrichtung desselben.
Mögliche Ausführungsformen für derartige
Ausgestaltungen hat die Anmelderin in der Vergangenheit wie folgt
vorgeschlagen:
DE
10 2005 037 504 B3 schlägt vor, in einem Griffmantel
aus einem Weichkunststoff Kammern vorzusehen, die sich in Längsrichtung
des Griffes erstrecken. Auch wenn für den Griffmantel ein
verhältnismäßig steifes Material eingesetzt
wird, kann die Wandstärke des Griffmantels, zumindest im
Bereich der Kammern, so gering gestaltet werden, dass sich eine
hohe radiale Elastizität des Griffes ergibt, wodurch sich
der Handgriff besonders gut an die Hand des Benutzers anpassen kann.
Die genannten Kammern des Griffes können als Hohlkammern
ausgebildet sein, zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit oder
einem Gel gefüllt sein oder mit einem beliebigen Material
mit einer zweiten Steifigkeit, beispielsweise einem weiteren Kunststoff
oder Weichkunststoff, gefüllt sein. Das Patent schlägt
weiterhin Ausführungsformen vor, bei denen ein Griffkern
mit einer Griffkernummantelung ummantelt ist, die über
radial orientierte Rippen mit der Mantelschicht verbunden ist. Zwischen
den Rippen erstrecken sich in Teilumfangsbereiche den Griffes die
vorgenannten Kammern. Griffkernummantelung, Rippen und Mantelschicht sind
aus demselben Weichkunststoff gebildet, deren Steifigkeit vorzugsweise
größer ist als die des in den Kammern angeordneten
Materials. Die Griffkernummantelung ist stoffschlüssig
an den Griffkern angebunden, wobei für einen ergänzenden
Formschluss der Griffkern radial orientierte Rippen besitzen kann, welche
sich in die Griffkernummantelung, vorzugsweise im Bereich der Rippen
aus dem Weichkunststoff, erstrecken. Weiterhin wird eine Ausführungsform
offenbart, bei der die Kammern in Umfangsrichtung variierende Querschnitte
besitzen und die mit dem Weichkunststoff gebildeten Rippen im Querschnitt
gegenüber der radialen Orientierung geneigt sind. Eine
ergänzende Ausführungsform betrifft die Ausbildung
der Mantelschicht mit einem radialen Spiel zu einer Griffkernummantelung,
wobei die Mantelschicht radial nach innen orientierte Rippen besitzt,
die radial nach innen verschieblich formschlüssige Aufnahme
finden in Nuten der Griffkernummantelung. Bei radialer Beaufschlagung
der Griffkernummantelung gibt diese nach innen nach, womit eine Bewegung
der Rippen radial nach innen in die Nuten einhergeht. Auf die Mantelschicht
aufgebrachte Torsionsmomente können über die Flanken
der Rippen und Nuten formschlüssig und verhältnismäßig
steif übertragen werden.
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WO 2006/069759 A1 offenbart
ergänzend die Ausbildung des Griffkernes mit sich im Querschnitt
strahlenförmig, radial erstreckenden Rippen, die bis zu
der Mantelfläche des Griffes durchgehen, so dass die Mantelflächen
mit Stirnseiten der Rippen gebildet sind. In Umfangsrichtung zwischen
den Rippen ist die Mantelfläche mit einer verhältnismäßig dünnen
Mantelschicht gebildet, deren Material dem des Griffkernes entsprechen
kann oder von diesem abweichen kann. Derart gebildete Überbrückungsbereiche
zwischen den außen liegenden Stirnseiten der Rippen bilden
vorzugsweise im Querschnitt Aufwölbungen. In den zwischen
Griffkern, Rippen und Überbrückungsbereichen gebildeten
Kammern ist ein Weichkunststoff angeordnet.
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PCT/EP2006/006045 offenbart
die Herstellung eines Griffs für ein Werkzeug in einem
Sandwichverfahren. In eine Form wird zunächst ein erstes Material
eingespritzt und anschließend, vor einem endgültigen
Aushärten des ersten Materiales ein zweites Material eingespritzt.
Hierbei ist das erste Material insbesondere härter ausgebildet
als das zweite Material. Die Einspritzparameter werden derart gestaltet,
dass sich aus dem ersten Material eine Griffkernummantelung ergibt
sowie eine Mantelschicht. Zwischen der Griffkernummantelung und
der Mantelschicht sind Kammern gebildet, in denen das weichere zweite
Material angeordnet ist. Hierbei kann oder können sich
durch die in Umfangsrichtung ausbildenden Materialströme
während des Einspritzens auf automatisierte Weise eine
oder mehrere Rippe(n) ergeben aus dem ersten Material, die die Griffkernummantelung
mit der Mantelschicht verbinden. Für die Gestaltung der
Geometrie des Griffkernes im Querschnitt sind unterschiedliche Ausführungsformen
offenbart, beispielsweise
- – ein kreisrunder
Querschnitt mit zwei radial orientierten Rippen in 12-Uhr-Position
sowie 6-Uhr-Position, wobei sich diese durch die Griffkernummantelung
hindurch erstrecken, aber nicht bis zur Mantelschicht,
- – ein ungefähr rechteckförmiger Griffkern,
der vollständig von der Griffkernummantelung ummantelt
ist,
- – ein sternförmiger Griffkern, der vollständig
Griffkernummantelung ummantelt ist,
- – ein kreisrunder Griffkern mit sich radial erstreckenden
Rippen in 12-Uhr-Position und 6-Uhr-Position, wobei die Stirnflächen
der Rippen an die Mantelschicht angebunden sind,
- – ein rechteckförmiger Griffkern, welcher
in 12-Uhr-Position und 6-Uhr-Position unmittelbar an die Mantelschicht
anschließt, wobei auf beiden Langseiten der Griffkernummantelung
Kammern ausgebildet sind sowie
- – ein Griffkern mit Rippen unterschiedlicher radialer
Erstreckung in 12-, 2-, 4-, 6-, 8-, 10-Uhr-Position, die sich insbesondere
teilweise durch die Griffkernummantelung in die Kammern erstrecken und/oder
in die Verbindungsrippen zwischen Griffkernummantelung und Mantelschicht
erstrecken.
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Aus
PCT/EP2006/010184 sind
Ausführungsformen bekannt, bei welchen der Griffkern lediglich mit
einer Schicht aus einem Weichkunststoff ummantelt ist, wobei der
Griffkern
- – eine rechteckförmige
Geometrie,
- – eine Φ-förmige Geometrie mit einem
kreisförmigen Grundquerschnitt und zwei Rippen in 12- und 6-Uhr-Position,
- – einen sternförmigen Querschnitt oder
- – einen Querschnitt mit Rippen in 12-, 3-, 6- und 9-Uhr-Position
besitzen
kann. Für diese Ausgestaltungen oder die zuvor beschriebenen
Ausgestaltungen gemäß PCT/EP2006/006045 wird vorgeschlagen,
dass für eine äußere Schicht aus Weichkunststoff,
welche die Mantelschicht sein kann oder die zusätzlich
von einer Mantelschicht ummantelt sein kann, die radiale Erstreckung
alternierend ausgebildet ist, wobei diese in einem Teilumfangsbereich
eine maximal radiale Erstreckung besitzt, die zumindest 30% des
Radius des Griffs in diesem Bereich beträgt, während
in einem anderen Teilumfangsbereich eine minimale radiale Erstreckung
vorhanden ist, die höchstens 60% der maximalen radialen
Erstreckung beträgt. Durch derart in Umfangsrichtung variierende
radiale Steifigkeiten können Teilumfangsbereiche vorgesehen
sein, die weicher ausgebildet sind und damit eine Anpassung an die
Hand des Benutzers ermöglichen, sowie Teilumfangsbereiche
erhöhter Steifigkeit vorgesehen sein, die vorrangig der Übertragung
eines Torsionsmomentes dienen.
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Aus
der am 12.07.2006 von der Anmelderin mit dem Titel "Verfahren zur
Herstellung eines Griffes" eingereichten Anmeldung
DE 10 2006 032 537.0 ist eine
Herstellung eines Griffes unter Einsatz einer Gas-Injektions-Technik
(GIT) bekannt, für welche in eine Form zunächst
ein erstes Material eingespritzt wird und vor einem endgültigen
Aushärten des ersten Materiales ein nicht aushärtender
Stoff, insbesondere ein Gas, in das noch flüssige erste
Material eingespritzt wird. Der nicht aushärtende Stoff
verdrängt das erste Material räumlich, so dass
sich eine mit dem nicht aushärtenden Stoff oder Gas gefüllte
Kammer ausbildet, die vorzugsweise innen liegend und radial außen
liegend von dem ersten Material begrenzt ist. In eine derart gebildete
Kammer kann nach dem Aushärten des ersten Materiales eine
Flüssigkeit, ein Gel oder ein Kunststoffmaterial eingebracht werden.
Ebenfalls möglich ist das sukzessive Einspritzen von zwei
unterschiedlichen aushärtenden Materialien mit anschließendem
Einspritzen eines nicht aushärtenden Stoffes oder Gases.
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DE 10 2006 037 688.9 offenbart
die stoffschlüssige Anbindung von Rippen eines Griffkernes an
eine Mantelschicht, wobei zwischen Griffkern, Rippen und Mantelschicht
mindestens eine Kammer ausgebildet ist, in welcher ein Kunststoff
angeordnet ist, der weicher ist als die Mantelschicht.
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DE 10 2006 038 636.1 offenbart
die Herstellung eines Griffes in einem sogenannten PUR-Verfahren.
Hierbei erfolgt eine Mischung von zwei Grundkomponenten zu einem
flüssigen Kunststoff, der in eine Form eingebracht wird.
Die Grundkomponenten reagieren mit einem Treibmittel in der Form zur
Ausbildung einer Zwischenschicht des Griffes mit Poren, wobei über
die Gestaltung der Dichte und Größe der Poren
die Steifigkeit der Zwischenschicht beeinflusst werden kann.
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DE 10 2006 061 068.7 betrifft
Ausgestaltungen eines Griffes entsprechend den zuvor erläuterten Druckschriften,
wobei eine elastische Schicht unter Einsatz eines Treibmittels porös
gestaltet wird. Hierzu wird gemäß einem vorgeschlagenen
Herstellungsverfahren in eine Form zunächst ein erstes
Material eingespritzt, welches später eine äußere Schicht
oder Mantelschicht bildet. Ein zweites, später eine innere
Schicht bildendes Material wird mit einem Treibmittel versehen.
Anschließend an das Einspritzen des ersten Materials und
vor einem endgültigen Aushärten des ersten Materials
wird in die Form das zweite Material in das noch flüssige
erste Material eingespritzt. Mit dem Einspritzen des zweiten Materiales
wird erstes Material räumlich verdrängt und zur Anlage
an die Wandung der Form gebracht. Vor einem Aushärten zumindest eines
Teilbereiches des ersten Materials wird die Form geöffnet,
die Kavität der Form vergrößert oder
der Griff aus der Form entfernt und in eine Form mit einer größeren
Kavität eingelegt. Infolge der Vergrößerung
der Kavität ist ein definierter Verformungsweg für
das Aufschäumen des Treibmittels vorgegeben, so dass sich
einerseits definierte Endmaße des hergestellten Griffes
ergeben und andererseits der Aufschäumprozess dahingehend
gesteuert ist, dass das sich ergebende Porenvolumen von der Größe
der Veränderung der Größe der Kavität
abhängig ist.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alternative oder kumulative
Maßnahmen zur Gestaltung eines Griff für ein Werkzeug
vorzuschlagen, der einerseits radial nachgiebig ist zwecks guter
Anpassbarkeit des Griffes an die Hand eines Benutzers oder unterschiedlicher
Benutzer und andererseits eine gute Übertragung von Kräften
von der Hand des Benutzers auf den Griff, insbesondere von Torsionskräften,
gewährleistet.
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LÖSUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit
den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben
sich entsprechend den abhängigen Patentansprüchen
2 bis 11.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß ist
in einem Werkzeug, insbesondere einem Schraubendreher, ein Schaft
eines Funktionsteiles mit einem Griffkern, vorzugsweise aus einem
Hartkunststoff, ummantelt. Hierbei kann die Ummantelung fest mit
dem Schaft verbunden sein, beispielsweise stoffschlüssig,
oder der Schaft kann auswechselbar in den Griffkern einsetzbar sein.
Der Griff besitzt eine erste radiale Erweiterung sowie eine zweite
radiale Erweiterung, wobei die zweite radiale Erweitung in Richtung
einer Längsachse hinter der ersten radialen Erweiterung
angeordnet ist. Diese radialen Erweiterungen sind vorzugsweise verhältnismäßig
steif, insbesondere zur Übertragung eines Torsionsmomentes,
ausgebildet. Während gemäß dem Stand
der Technik die radialen Erweiterungen von dem Griffkern selbst
ausgebildet sind, welcher in diesem Fall "hantelförmig"
ausgebildet ist mit stirnseitigen Verdickungen, die die radialen Erweiterungen
bilden, ist erfindungsgemäß neben derartigen Ausführungsformen
auch die Ausbildung der Erweiterungen mit dem Schaft des Funktionsteiles
oder den Griffkern ummantelnden weiteren Schichten oder Ringkörpern,
insbesondere aus einem Hartkunststoff, möglich. Somit kann
der Griffkern auch mehrstückig ausgebildet sein.
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Zwischen
den genannten Erweiterungen ist der Griffkern mit mindestens einer
radial nachgiebigen Schicht ummantelt, die sich zwischen den Erweiterungen
in Richtung der Längsachse des Griffes erstreckt. Die nachgiebige
Schicht stellt eine Elastizität zur Erzeugung einer Anpassbarkeit
des Griffes an die Hand des Benutzers zwischen den Erweiterungen bereit.
Selbstverständlich können, beispielsweise entsprechend
dem eingangs genannten Stand der Technik, zwischen den Erweiterungen
mehrere Schichten gleicher oder unterschiedlicher Steifigkeiten,
geschlossene und/oder poröse Schichten, Hohlkammern, mit
einer Flüssigkeit oder einem Gel gefüllte Kammern
oder ähnliches angeordnet sein, ohne dass hierdurch das
erfindungsgemäße Grundprinzip verlassen wird.
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Der
erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt die Erkenntnis
zugrunde, dass für die aus dem Stand der Technik bekannten
Ausführungsformen eine formschlüssige Übertragung
eines Torsionsmomentes vor allem über radial orientierte
Rippen des Griffkernes und/oder eine radiale stoffschlüssige
Anbindung benachbarter Schichten erfolgt. Die Endbereiche des "hantelförmigen"
Griffkernes bilden hierbei quer zur Längsachse orientierte
Stirnflächen, an die die mindestens eine radial nachgiebige
Schicht stoffflüssig angebunden ist. Im Gegensatz hierzu
werden erfindungsgemäß die Erweiterungen dazu
genutzt, auch im Bereich der Erweiterungen einen Formschluss mit
der mindestens einen radial nachgiebigen Schicht auszunutzen.
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Von
zumindest einer der Erweiterungen erstreckt sich mindestens ein
Formschluss-Element, und zwar in Richtung der Längsachse
des Schraubendrehers. Bei einem derartigen Formschluss-Element kann
es sich um einen Vorsprung oder eine Vertiefung beliebiger Geometrie
handeln, beispielsweise einen Zahn oder eine Rippe. Insbesondere
bedeutet dies, dass die Kontur der Erweiterung in einer Abwicklung
des Griffes ihre Erstreckung in Längsrichtung variiert,
beispielsweise mäanderförmig. Hierbei kann sich
das Formschluss-Element über den gesamten Radius des Griffes,
einen Teil des Radius, die gesamte radiale Erstreckung der mindestens
einen nachgiebigen Schicht oder nur einen Teil dieser radialen Erstreckung
erstrecken.
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Das
Formschluss-Element steht formschlüssig in Wirkverbindung
mit einem Formschluss-Gegenelement. Das Formschluss-Gegenelement
ist ausgebildet von der mindestens einen radial nachgiebigen Schicht,
die sich zwischen den Erweiterungen erstreckt. Durch den Formschluss
zwischen Formschluss-Element und Formschluss-Gegenelement kann eine
Verdrehsicherung der mindestens einen nachgiebigen Schicht gegenüber
den Erweiterungen durch reines "Zusammenstecken" gewährleistet
sein, so dass durch den Formschluss bereits eine Übertragbarkeit
eines Torsionsmomentes von der nachgiebigen Schicht zu den Erweiterungen möglich
ist. Ein derartiger Formschluss kann kumulativ zu einer stoffflüssigen
Verbindung im Bereich von Formschluss-Element und Formschluss-Gegenelement,
beispielsweise durch Auf- oder Anspritzen der mindestens einen radial
nachgiebigen Schicht auf den Griffkern bzw. Einspritzen derselben
zwischen die Erweiterungen, genutzt werden.
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Sofern
dies gewünscht ist, kann mit dem Formschluss-Element und
dem Formschluss-Gegenelement eine weitere Beeinflussung der Steifigkeitsverhältnisse
des Griffes durch die Größe der Längserstreckung
des Formschluss-Elementes und Formschluss-Gegenelementes erfolgen:
Für die Längserstreckung des Griffes, im Bereich
welcher die genannten Elemente ineinandergreifen, ist in Umfangsrichtung
des Griffes eine variierende Steifigkeit gegeben, wobei in einem
Teilumfangsbereich, in welchem eine Erweiterung einen Vorsprung
ausbildet, die Steifigkeit erhöht ist, während
in einem Bereich, in welchem die nachgiebige Schicht einen Vorsprung
ausbildet, während die Erweiterung hier eine in Längsrichtung
orientierte Vertiefung ausbildet, die Steifigkeit verringert ist.
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Die
Vorsprünge der Erweiterungen bilden Anlageflächen
mit einer Flächennormalen, die in Umfangsrichtung des Griffes
orientiert ist. An derartigen Anlageflächen liegt die nachgiebige
Schicht an, so dass eine Abstützung von Querkräften
und insbesondere Umfangskräften zur Übertragung
eines Torsionsmomentes erfolgt. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis
zugrunde, dass die Übergangsbereiche zwischen den Erweiterungen
und der nachgiebigen Schicht in Folge unter Umständen eingesetzter
unterschiedlicher Materialien und aneinander angrenzenden unterschiedlichen
Steifigkeiten bei Ausgestaltungen gemäß dem Stand
der Technik kritische Bereiche darstellen können, welchen
bei der Herstellung besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden muss.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann
in diesen kritischen Bereichen die Verbindung zwischen der nachgiebigen
Schicht und der Erweiterung, insbesondere dem Griffkern, verbessert
werden.
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Eine
besonders einfache, aber effektive formschlüssige Verbindung
zwischen der mindestens einen radial nachgiebigen Schicht und mindestens einer
Erweiterung ist gegeben, wenn mehrere Formschluss-Elemente und Formschluss-Gegenelemente eine
in erster Näherung als tellerrad-artige zu bezeichnende
Verzahnung ausbilden mit mehreren gleichförmig in Umfangsrichtung
verteilten Zähnen, insbesondere mit in radialer Richtung
nach außen zunehmender Umfangserstreckung der Zähne. Über eine
derartige Verzahnung ist dann ein Torsionsmoment zwischen der nachgiebigen
Schicht und der zugeordneten Erweiterung übertragbar.
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Gemäß einem
Vorschlag der Erfindung finden die vorgenannten Maßnahmen
Einsatz für einen Griff, bei dem ein Griffkern von einer
inneren Schicht sowie einer äußeren Schicht ummantelt
ist, wobei vorzugsweise die äußere Schicht härter
ausgebildet ist als die innere Schicht, aber dennoch, insbesondere
durch Vorgabe der Schichtdicke der äußeren Schicht,
durch die Kraft der Hand eines Benutzers die äußere
Schicht unter gleichzeitiger Verformung der inneren Schicht radial
nach innen verformbar ist.
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Für
einen ersten ergänzenden Vorschlag der Erfindung ist das
mindestens eine Formschluss-Gegenelement ausschließlich
von der äußeren Schicht gebildet. Dies bedeutet,
dass auch das Formschluss-Element bei der radialen Erstreckung vorgesehen
ist, bei welcher die äußere Schicht an die Erweiterung
angrenzt. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass
ein Torsionsmoment von der grundsätzlich verhältnismäßig
harten äußeren Schicht unmittelbar über
das Formschluss-Element und Formschluss-Gegenelement in die Erweiterung abgeleitet
werden kann und somit zumindest teilweise von der inneren Schicht,
die weicher ist, ferngehalten werden kann. Andererseits ist es vorteilhaft,
wenn die formschlüssige Verbindung zwischen Formschluss-Element
und Formschluss-Gegenelement möglichst weit radial außen
liegend angeordnet ist, wodurch große Torsionsmomente übertragbar
sind bzw. kleine Flächenpressungen zur Übertragung
des Torsionsmomentes entstehen.
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In
alternativer Ausgestaltung ist es möglich, dass das mindestens
eine Formschluss-Gegenelement ausschließlich von der inneren
Schicht gebildet ist. In diesem Fall kann die formschlüssige
Verbindung radial außen liegend von der äußeren
Schicht (zumindest teilweise) abgedeckt sein, so dass sich ein ansprechendes Äußeres
ergeben kann, für die die formschlüssige Verbindung
nicht sichtbar ist und mit mäanderförmig verlaufender Übergangskontur unerwünschte
Wechselwirkungen mit der Hand des Benutzers erzeugen kann.
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Für
den Fall, dass Formschluss-Element und Formschluss-Gegenelement über
einen verhältnismäßig großen
radialen Bereich ausgebildet sein sollen, kann das Formschluss-Gegenelement
auch gemeinsam von der äußeren und inneren Schicht
gebildet sein.
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Entsprechend
einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich von
dem mindestens einen Formschluss-Element mindestens ein Versteifungselement
in die nachgiebige Schicht zwischen den Erweiterungen, wobei über
das Versteifungselement Umfangskräfte und ein Torsionsmoment übertragbar
sind, während vorzugsweise das Versteifungselement die
radiale Steifigkeit in verringertem Ausmaß beeinflusst.
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Entsprechend
einer Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich das mindestens
eine Versteifungselement von einer Erweiterung zu der anderen Erweiterung,
so dass eine Verbindung der Erweiterungen möglich ist,
wodurch eine weitere Erhöhung der Torsionssteifigkeit und
die unmittelbare Einleitung des Torsionsmomentes in die Erweiterungen, insbesondere
in den Griffkern, erzielt werden kann. Bei einem Versteifungselement
kann es sich um ein beliebiges Element, beispielsweise einen Faden,
Fasern oder ähnliches handeln. Für den Fall, dass
das mindestens eine Versteifungselement als eine Art "Blattfeder"
aus einem elastischen Material, insbesondere einem Metall oder Kunststoff,
ausgebildet ist, ist diese vorzugsweise derart eingebaut, dass diese
mindestens eine "Blattfeder" eine große Erstreckung in
Umfangsrichtung aufweist, während die Erstreckung in radialer
Richtung kleiner ist, so dass sich eine hohe Torsionssteifigkeit
bei gleichzeitiger großer Elastizität in Umfangsrichtung
ergibt. Das mindestens eine Versteifungselement kann in die den
Griffkern zwischen den Erweiterungen ummantelnde Schicht und/oder
in mindestens eine Erweiterung eingebettet sein, so dass sich ein
Verbundkörper ergibt.
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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. Eine Kombination der zuvor erläuterten
erfindungsgemäßen Gestaltungsmerkmale mit den
eingangs erläuterten Ausführungsformen, die aus
dem Stand der Technik bekannt sind, ist ebenfalls möglich.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter
bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert
und beschrieben.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform eines Werkzeuges, hier eines
Schraubendrehers, in einer Halb-Seitenansicht.
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2 zeigt
den Schraubendreher gemäß 1 in einem
Halb-Querschnitt II-II.
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3 zeigt
den Schraubendreher gemäß 1 und 2 in
einem Halb-Längsschnitt.
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4 zeigt
eine zweite Ausführungsform eines Werkzeuges, hier eines
Schraubendrehers, in einer Halb-Seitenansicht.
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5 zeigt
den Schraubendreher gemäß 4 in einem
Halb-Querschnitt V-V.
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6 zeigt
den Schraubendreher gemäß 4 und 5 in
einem Halb-Längsschnitt.
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7 zeigt
eine dritte Ausführungsform eines Werkzeuges, hier eines
Schraubendrehers, in einer Halb-Seitenansicht.
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8 zeigt
den Schraubendreher gemäß 7 in einem
Halb-Längsschnitt.
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9 zeigt
eine vierte Ausführungsform eines Werkzeuges, hier eines
Schraubendrehers, in einer Halb-Seitenansicht.
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10 zeigt
den Schraubendreher gemäß 9 in einem
Halb-Längsschnitt.
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11 zeigt
eine fünfte Ausführungsform eines Werkzeuges,
hier eines Schraubendrehers, in einem Halb-Längsschnitt.
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12 zeigt
den Schraubendreher gemäß 11 in
einem Querschnitt XII-XII.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt
ein Werkzeug, hier einen Schraubendreher 1, mit einem Griff 2,
in dem fest ein Schaft 3 eines Funktionsteiles aufgenommen
ist. Im Bereich des Griffes 2 ist der Schaft von einem
Griffkern 4 aus einem Hartkunststoff ummantelt. Die Griffkern 4 ist
in erster Näherung als "hantelförmig" zu bezeichnen
mit einem verdickten vorderen Endbereich 5 und einem verdickten
hinteren Endbereich 6, wobei die Endbereiche 5, 6 über
einen Zwischenbereich 7 mit zylinderförmiger Mantelfläche
miteinander verbunden sind.
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Der
Griffkern 4 ist über einen Bereich 10,
der vorzugsweise mit dem von der Hand des Benutzers beaufschlagten
Bereich der Mantelfläche des Griffes korreliert, zunächst
von einer inneren Schicht 11 sowie hieran radial anschließend
einer äußeren Schicht 12 ummantelt, wobei
die Schichten 11, 12 in Umfangsrichtung umlaufend
ausgebildet sind und an die radial angrenzenden Schichten bzw. die
Griffkernummantelung 4 stoffschlüssig angebunden
sind. Vorzugsweise besitzt die äußere Schicht 12 eine
konstante radiale Erstreckung, wie dies in 3 zu erkennen
ist.
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Der Übergang
von den Endbereichen 5, 6 zu dem Zwischenbereich 7 ist
jeweils von einer Erweiterung 13, 14 gebildet,
im Bereich welcher der Zwischenbereich 7 mit einer Durchmesservergrößerung in
die Endbereiche 5, 6 übergeht. Für
das erste dargestellte Ausführungsbeispiel bilden die Erweiterungen 13, 14 einander
zugewandete Stirnflächen 15, 16 aus,
die für das dargestellte Ausführungsbeispiel in Projektion
in Richtung der Längsachse 9-9 kreisringförmig
ausgebildet sind. Die Stirnflächen 15, 16 besitzen
Vorsprünge 17, 18, die von den zugeordneten
Erweiterungen 13, 14 aufeinander zu orientiert
sind, sowie entgegengesetzt orientierte Vertiefungen 19, 20. Für
das dargestellte erste Ausführungsbeispiel bilden die Vorsprünge
und Vertiefungen 17, 19; 18, 20 in
Abwicklung der Mantelfläche des Griffes 2 einen
ungefähr rechteckförmigen Verlauf, im Bereich
dessen der Übergang von den Schichten 11, 12 zu
dem Griffkern 4, nämlich den Endbereichen 5, 6,
erfolgt. Im Bereich der Vorsprünge 17, 18 besitzen
die Schichten 11, 12 korrespondierende Vertiefungen,
während im Bereich der Vertiefungen 19, 20 der
Stirnflächen 15, 16 des Griffkernes 4 die
Schichten 11, 12 mit korrespondierend ausgebildeten
Vorsprüngen ausgestattet sind, so dass eine flächige
Anlage der Schichten 11, 12 im Bereich der Stirnflächen 15, 16 gegeben
ist, wobei vorzugsweise eine stoffflüssige Anbindung im Bereich
der Stirnflächen 15, 16 gegeben ist.
Die Vorsprünge 17 und Vertiefungen 19 bzw.
Vorsprünge 18 und Vertiefungen 20 bilden
Formschluss-Elemente 21 der Erweiterungen 13, 14,
die mit entsprechenden Formschluss-Gegenelement 22, die
von den Schichten 11, 12 ausgebildet werden, formschlüssig
ausgefüllt sind und in Wechselwirkung treten.
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Während
für die erste Ausführungsform gemäß 1 bis 3 die
Formschluss-Elemente 21 und Formschluss-Gegenelemente 22 radial
bis zu einer Mantelfläche 23 des Griffes 2 durchgehend
ausgebildet sind, enden diese für das in den 4 bis 6 dargestellte
zweite Ausführungsbeispiel radial innen liegend von deiner
Mantelfläche 23 des Griffs 2, so dass
zwischen einer radial außen liegenden Mantelfläche 24 der
Formschluss-Element 21 und Formschluss-Gegenelemente 22 und
der Mantelfläche 23 des Griffes Material der äußeren
Schicht 12 angeordnet ist. Damit ergibt sich in Abwicklung
der Mantelfläche 23 des Griffes 2 ein
nicht mehr mäanderförmig hin- und hergehender Übergangsbereich zwischen
der äußeren Schicht 12 und den Endbereichen 5, 6,
sondern vielmehr ein gradliniger Übergangsbereich, also
ein Übergang in einer Querebene zu der Längsachse
9-9.
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Von
Vorteil kann es sein, wenn die Formschluss-Gegenelemente 22,
wie für die Erweiterung 13 in 3 angedeutet,
vollständig oder größtenteils, beispielsweise
mit 80% ihrer radialen Erstreckung, von der äußeren
Schicht 12 ausgebildet sind. Entsprechend ist in 6 zu
erkennen, dass die radiale Erstreckung der inneren Schicht 11 in
Richtung der Erweiterung 13 auf Null abnimmt, so dass auch
in diesem Fall die Formschluss-Gegenelemente 22 der Erweiterung 13 vollständig
mit der äußeren Schicht 12 gebildet sind.
Die Vorsprünge 17, 18 und Vertiefungen 19, 20 bilden
Anlageflächen 25 mit Flächennormalen,
die zumindest eine Komponente Besitzen, die in Umfangsrichtung orientiert
ist.
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Gemäß den
ersten beiden Ausführungsformen entsprechend den 1 bis 6 erstreckt
sich der Zwischenbereich 7 mit den beiden Schichten 11, 12 über
den Bereich 10, welcher hauptsächlich von der
Hand des Benutzers beaufschlagt ist, so dass der Abstand der Erweiterungen 13, 14 mit
der Länge des Bereiches 10 korreliert. Der Erweiterung 13 ist
der vordere Endbereich 5 vorgelagert, dessen Längserstreckung
ca. 1/3 bis 1/4 der Längserstreckung des Griffes 2 beträgt.
Der hintere Endbereich 6 bildet eine halbkugelförmige
Kuppe 26 aus.
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7 und 8 zeigen
eine alternative Ausführungsform, für die sich
der Bereich 10 und damit zumindest die Schicht 12, über
einen Großteil, ca. 80% bis 95% der Längserstreckung
des Griffes 2 erstreckt. Lediglich im Bereich der Kuppe 26 und
im Bereich des eher scheibenförmigen vorderen Endbereiches 5 ist
in diesem Fall die Mantelfläche 23 des Griffes 2 von
dem Griffkern 4 ausgebildet. Hierbei können die
Formschluss-Elemente 21 und die Formschluss-Gegenelemente 22 wie
dargestellt entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 bis
zur Mantelfläche 23 durchgehend ausgebildet sein
(s. 7 und 8) oder entsprechend dem zweiten
Ausführungsbeispiel gemäß 4 bis 6 radial
innen liegend von der Mantelfläche 23 enden (s. 9 und 10).
In 8 ist ersichtlich, dass sich die innere Schicht 11 lediglich über
einen hinteren Teilbereich des Bereiches 10 erstreckt,
so dass der vordere, verbleibende Teilbereich des Bereichs 10 ausschließlich
von der äußeren Schicht 12 gebildet ist.
-
11 und 12 zeigen
eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, für
die das Formschluss-Element in Richtung der Längsachse
durchgehend von der Erweiterung 13 zu der Erweiterung 14 ausgebildet
ist. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel
ist das Formschluss-Element 21 mit einer Blattfeder 27 ausgebildet,
die eine geringe radiale Erstreckung 28 und eine vergrößerte
Erstreckung 29 in Umfangsrichtung besitzt. Der Verlauf
der Blattfeder 27 folgt im Wesentlichen der Außenkontur
des Griffes 2 bei mit weitestgehend konstantem Abstand
von der Mantelfläche 23 des Griffes 2.
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Mehrere
derartige Formschluss-Elemente 21 können auf vielfältige
Weise an die Erweiterungen 13, 14 angebunden sein.
Beispielsweise können diese gemeinsam mit den Erweiterungen 13, 14 bzw. Endbereiche 5, 6 gespritzt
oder an diese angespritzt werden. Für das dargestellte
fünfte Ausführungsbeispiel bilden die Erweiterungen 13, 14 Nuten
oder Vertiefungen 30 aus, in die radial nach innen die
Blattfedern 27 vor der Erstellung der äußeren
Schicht 12 eingelegt werden können. Derart eingelegt
können die Blattfedern 27 fixiert werden, beispielsweise durch
ein adhäsives Mittel oder ein zusätzliches Befestigungselement
wie einen Ring, einen Faden oder ähnliches. Bei derart
mit dem Griffkern 4 verbundenen, in Umfangsrichtung gleichförmig
oder ungleichförmig verteilten Blattfedern 27 kann
der Griffkern 4 in eine Form eingelegt werden, deren Kavität
der Mantelfläche 23 entspricht. In diese Kavität
wird dann das Material für die äußere
Schicht 12 eingespritzt, welches stoffschlüssig
an den Zwischenbereich 7 und die Stirn flächen 15, 16 angebunden
wird und die Vertiefungen 30 ausfüllt. Im Inneren
der äußeren Schicht 12 werden dann die
Blattfedern 27 bzw. entsprechende Formschluss-Elemente 21 aufgenommen.
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Für
das dargestellte Ausführungsbeispiel sind in Form der Blattfedern 27 die
Formschluss-Elemente 21 als elastische eigensteife Elemente
ausgebildet, die parallel zur Längsachse 9-9 orientiert
sind. Ebenfalls denkbar ist, dass die Formschluss-Elemente 21,
die zwischen den Erweiterungen 13, 14 durchgehend
ausgebildet sind, gegenüber der Richtung parallel zur Längsachse
9-9 geneigt sind, so dass sich diese (geringfügig oder
mehrfach) um die Mantelfläche 23 des Griffes 2 winden.
Insbesondere in einem derartigen Fall ist auch der Einsatz eines
nicht eigensteifen Formschluss-Elementes 21, beispielsweise
eines Fadens möglich, wobei auch eine netzartige Anordnung
von Formschluss-Elementen 21 oder unterschiedliche Lagen
von Formschluss-Elementen 21, die gegeneinander verschränkt
sind, möglich ist. Für derartige Ausführungsformen
sind die Formschluss-Gegenelemente 22 ebenfalls in Längsrichtung
durchgehend ausgebildet durch die von der nachgiebigen Schicht gebildeten
Kontaktflächen zwischen der Schicht und den Formschluss-Elementen.
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Für
die Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus des Griffes 2 sind
beispielhafte Möglichkeiten eines Einsatzes unterschiedlicher
Schichten dargestellt, nämlich gemäß 1 bis 10 ein
Aufbau mit einem Griffkern 4, einer inneren Schicht 11 und
einer äußeren Schicht 12 oder aber für
eine Ausführungsform gemäß 11 und 12 lediglich
mit einem Griffkern und einer elastischen äußeren
Schicht 12. Selbstverständlich ist eine Übertragung
der erfindungsgemäßen Maßnahmen auf einen
beliebigen Griffaufbau, beispielsweise auf die eingangs bei der Erläuterung
des Standes der Technik genannten Ausführungsformen, möglich.
Während in den dargestellten Ausführungsformen
die Erweiterungen 13, 14 in Umfangsrichtung umlaufend
ausgebildet sind mit ungefähr konstanter radialert Erstreckung,
ist es ebenfalls möglich, dass sich die Erweiterungen – und damit
auch die Formschluss-Elemente 21 und Formschluss-Gegenelemente 22 – lediglich
in einem Teilumfangsbereich erstrecken und/oder eine variierende
radiale Erstreckung aufweisen. Auch eine im Querschnitt sternförmige
Ausbildung der Erweiterungen 13, 14 ist möglich.
Abweichend zu den dargestellten Ausführungsformen ist auch
möglich, dass die Erweiterungen mit einer weiteren Schicht
ummantelt sind.
-
- 1
- Schraubendreher
- 2
- Griff
- 3
- Schaft
- 4
- Griffkern
- 5
- vorderer
Endbereich
- 6
- hinterer
Endbereich
- 7
- Zwischenbereich
- 8
-
- 9
- Längsachse
- 10
- Bereich
- 11
- innere
Schicht
- 12
- äußere
Schicht
- 13
- Erweiterung
- 14
- Erweiterung
- 15
- Stirnfläche
- 16
- Stirnfläche
- 17
- Vorsprung
- 18
- Vorsprung
- 19
- Vertiefung
- 20
- Vertiefung
- 21
- Formschluss-Element
- 22
- Formschluss-Gegenelement
- 23
- Mantelfläche
- 24
- Mantelfläche
- 25
- Anlagefläche
- 26
- Kuppe
- 27
- Blattfeder
- 28
- radiale
Erstreckung
- 29
- Erstreckung
in Umfangsrichtung
- 30
- Vertiefung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005037504
B3 [0003]
- - WO 2006/069759 A1 [0004]
- - EP 2006/006045 [0005, 0006]
- - EP 2006/010184 [0006]
- - DE 102006032537 [0007]
- - DE 102006037688 [0008]
- - DE 102006038636 [0009]
- - DE 102006061068 [0010]
- - DE 202007003351 [0011]
- - DE 102007010972 [0011]