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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Werkzeug, insbesondere 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. Schließlich
ist ein Ausführungsbeispiel
offenbart, bei dem der Griffmantel separat gefertigt wird und in
einem Montageschritt auf den Griffkern aufgesteckt wird. An einer
einer endseitigen Kappe zugewandten Stirnfläche weist der Griffmantel eine über einen
Teil des Durchmessers verlaufende Stirnverzahnung auf. Nach dem
Aufstecken des Griffmantels auf den Griffkern werden die Teile in
eine weitere Form eingelegt und füllen diese Form aus bis auf
eine Kavität,
die der Form der herzustellenden Kappe entspricht. Beim Einspitzen
des Kunststoffes in diese Kavität
wird eine stoffschlüssige
Verbindung von der Kappe sowohl zu der Stirnverzahnung des Griffmantels
als auch zu dem Griffkern hergestellt. Eine Übertragung eines Torsionsmomentes
erfolgt kumulativ über
Rippen des Griffkernes und die Stirnverzahnung.
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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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WO 2007/079787 A1 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
WO 2007/048 555 A1 und
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 WO 2007/079787 A1 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 Teilum fangsbereich
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 A1 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
A1 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
A1 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
A1 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
6. Eine weitere Lösung der
der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist durch ein Werkzeug
mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gegeben.
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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. Die radialen Erweiterungen
sind von dem Griffkern selbst ausgebildet, wobei dieser bspw. ”hantelförmig” ausgebildet
ist mit stirnseitigen Verdickungen, die die radialen Erweiterungen
bilden.
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Zwischen
den genannten Erweiterungen ist der Griffkern mit mindestens zwei
radial nachgiebigen Schichten ummantelt. Diese erstrecken sich zwischen
den Erweiterungen in Richtung der Längsachse des Griffes. Die nachgiebigen
Schichten stellen 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, die Schichten zwischen
den Erweiterungen geschlossen und/oder porös ausgebildet sein oder Hohlkammern,
mit einer Flüssigkeit oder
einem Gel gefüllte
Kammern oder ähnliches
besitzen, 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
die gesamte radiale Erstreckung einer 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 einer 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 gewährleistet
sein, so dass durch den Formschluss bereits eine Übertragung
eines Torsionsmomentes von der nachgiebigen Schicht zu den Erweiterungen
erfolgt. Ein derartiger Formschluss findet Einsatz kumulativ zu
einer stoffflüssigen
Verbindung im Bereich von Formschluss-Element und Formschluss-Gegenelement, beispielsweise
durch Auf- oder Anspritzen der einen radial nachgiebigen Schicht
auf den Griffkern bzw. Einspritzen derselben zwischen die Erweiterungen.
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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 Aufmerk samkeit 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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Erfindungsgemäß ist in
dem Griff ein Griffkern von einer inneren Schicht sowie einer äußeren Schicht
ummantelt ist, wobei die äußere Schicht
härter
ausgebildet ist als die innere Schicht. Dennoch ist, 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. Das mindestens eine Formschluss-Gegenelement ist
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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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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Entsprechend
einer weiteren Lösung
der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe 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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Vorzugsweise
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 erfindungsgemäße Ausführungsform
eines Werkzeuges, hier eines Schraubendrehers, in einem Halb-Längsschnitt
für die
zweite Lösung
der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe.
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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.
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11 und 12 zeigen
eine 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 Stirnflächen 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 Er weiterungen 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.
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In
den 1 bis 10 sind lediglich Ausführungsbeispiele
dargestellt, für
die abweichend zur vorliegenden Erfindung gemäß der ersten Lösung der
der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe das mindestens eine Formschluss-Gegenelement 22 von den
Schichten 11, 12 gemeinsam ausgebildet ist. Im Gegensatz
hierzu ist für
die erste erfindungsgemäße Lösung das
mindestens eine Formschluss-Gegenelement 22 ausschließlich von
der äußeren, härteren Schicht 12 ausgebildet.
-
- 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