DE1952640A1 - Hammerstiel mit in seiner Laengsrichtung gespannten Glasfasern,und Verfahren und Vorrichtungen zu seiner Herstellung - Google Patents
Hammerstiel mit in seiner Laengsrichtung gespannten Glasfasern,und Verfahren und Vorrichtungen zu seiner HerstellungInfo
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Description
VAUGHAN & BUSHNELL MAMJFACTURING COMPANY, Hebron, Staat
Illinois (V.St.A.)
Hammerstiel mit in seiner Längsrichtung gespannten Glasfasern,
und Verfahren und Vorrichtungen zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen aus glasfaserverstärktem,
in der Wärme härtbarem Kunstharz geformten nachgiebigen Stiel für Hämmer, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung
und nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtungen.
Hammerstiel, die durch sich in Längsrichtung des Stiels
erstreckende Glasfasern verstärkt sind, sind allgemein bekannt· Die bisher bekannten Stiele sind jedoch über
ihre ganze Länge massiv und die in ihnen enthaltenen Glasfasern stehen nicht unter Spannung, so daß sie auch
nicht zwangsläufig geradlinig verlaufen. Diese massiven Stiele sind, wenn das richtige Hammergewicht und die
richtige Stiellänge und -dicke eingehalten werden soll, zu schwer. Wenn man das Gewicht eines Hammerkopfes mit
450 g annimmt, was ein üblicher Wert für Tisclierhammer-
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j]952640
köpfe ist, dann xvird ein massiver Stiel aus glasfaserverstärktem
Kunstharz von einem Nußbaumstiel von entsprechenden Abmessungen ein so großes Mehrgewicht
haben, daß der Hammer wegen seines großen Gewichts und seiner unzureichenden Auswuchtung von einem Tischler als
unbrauchbar abgelehnt werden wird.
Gemäß der Erfindung wird es nun durch eine im Stiel angebrachte Aushöhlung bzw. Bohrung von vorbestismter länge
und Volumen ermöglicht, einen glasfaserverstärkten Hammerstiel zu schaffen, der alle Anforderungen an Größe, Form
und Gewicht erfüllt.
Eine hohle rohrförmige Stange aus Glasfasern ist bereits
als Stiel für Golfschläger verwendet worden. Diese bekannte Hohlstange besteht jedoch im wesentlichen aus Glasfasergewebe,
das um einen Dorn herumgewickelt ist, wobei das Kunstharz polymerisiert, während eich das Gewebe auf
dem Dorn befindet. Der Glasfasergehalt einer solchen
Stange ist verhältnismäßig gering und nur die auf Abstand
stehenden Kettfaden bzw, -fasern des Gewebes erstrecken sich in Achsrichtung der Stange. Auch- stehen die
Kettfasern nicht unter Spannung, so daß sie nicht notwendigerweise
geradlinig verlaufen. Da der Dorn schraubenlinienförmig mit Glasfasergewebeband umwickelt wird,
ergibt sich auch, daß sich die Fasern nicht kontinuierlich
entlang der ganzen Länge der Stange erstrecken können.
Schließlich ist die Stange über ihre ganze Länge hohl, so daß sie nicht für einen Hammerstiel geeignet sein
kann, der wenigstens im Bereich des Hammerkopfes massiv sein muß. Dieser massive Bereich ist nicht nur als Aufprallfläche
bei einem unrichtig ausgeführten Hammerschlag, bei dem beispielsweise der Stiel auf einen Nagel
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oder anderen Gegenstand auftrifft, sondern auch für das
richtige Auswuchten des Hammers erforderlich. Ein unrichtig ausgewuchteter Hammer wird von einem erfahrenen Handwerker
abgelehnt, da er sich genau wie ein schlecht ausgewuchteter
Golf- oder Tennisschläger aufgrund der "beim Schwingen in ihm auftretenden zentrifugalen und anderen
Kräften unnatürlich anfühlt. Mn guter, von einem
Käufer eines üblichen Tischlerhammers ausgeführter Versuch besteht darin, daß man den Hammer mit seinem Hammerkopf nach unten, auf eine ebene Ii1In.ehe aufsetzt, wobei das
Gewicht des Hammers auf dem gekrümmten Teil der zum Ausziehen von Nägeln dienenden Klauen ruht. Der Hammer nimmt
dann zunächst eine unter einem Winkel zur Senkrechten geneigte schaukelnde Stellung ein« Wenn der Hammer dann
eine stabile Stellung einnimmt,, so ist dies ein Zeichen
dafür, daß er richtig ausgewuchtet ist. Wenn sich der
Hammer in dieser Stellung aber im labilen Gleichgewicht befindet, so ist er nicht richtig ausgewuchtet. Ein
Tischlerhammer mit'einem massiven Stiel aus Nußbaum
oder anderem Holz besteht einen solchen Versuch, während ein Tischlerhammer mit einem massiven oder einem nahezu
vollständig hohlen Glasfaserstiel aufgrund der größeren
Dichte und des größeren Gewichts des für die Glasfasern
verwendeten Inprägnierungsmaterials und der unrichtigen
Verteilung der Glasfasern im Stiel kein stabiles Gleichgewicht in dieser Stellung zeigt. .
Der erfindungsgemäße Glasfaserhammerstiel weist diesen
Nachteil nicht auf, da bei ihm eine bessere Verteilung
des Kunstharz!mprägnierungsoaterials über seine ganze
Länge vorhanden ist, wobei der Stiel im Bereich des Hammerkopfes massiv und in seinem vom Kopf entfernten Bereich
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rohrförmig oder hohl ist. Ferner ist die Verteilung der Glasfasern im Stiel besser, da die Fasern enger zusammenliegen
als bei einem aus Glasfasergewebe gewickelten Hohlkörper.
Diese bessere Verteilung verleiht dem Hammer auch eine gewisse Elastizität, die nicht möglich ist, wenn
das erstarrte Imprägnierungsmaterial stark überwiegt und die verhältnismäßig wenigen vorhandenen Glasfasern größeren
Abstand voneinander haben und nicht in Längsrichtung unter Spannung stehen, oder wenn sich die Fasern überlappen
und sich nicht von einem Ende des Stiels zum anderen erstrecken.
Weitere Vorteile des neuen Glasfaserhammerstiels ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung.
Verfahrensmäßig ist die nachfolgend beschriebene Herstellung von zwei fluchtend angeordneten Hammerstielen in
einem einzigen Pormvorgang nicht nur produktionsmäßig vorteilhaft, sondern hat auch funktionsmäßige Vorteile zur
Folge, wie ebenfalls noch ausgeführt werden wird.
Durch die einen Teil der Erfindung bildende Vorrichtung
wird die wirtschaftliche Ausführung des Verfahrens erleichtert und es auch ungeübtem Personal ermöglicht,
große Mengen von Hammerstielen von großer Gleichmäßigkeit herzustellen.
Im folgenden Teil der Beschreibung sind anhand der Zeichnungen
ein mit dem erfindungsgemäßen Glasfaserstiel versehener Hammer, das zu seiner Herstellung verwendete Verfahren
und die bei dem Herstellungsverfahren verwendeten Vorrichtungen beispielsweise beschrieben. In den Zeich-
. QO 984 7/0861 bad ORIGINAL
nungen ist bzw· sind:
Fig· 1 eine teils im Schnitt gezeigte Seitenansicht
eines Glasfaserimprägnierungstanks mit zugehörigen
Vorrichtungen;
Fig. 2 eine .Ansicht eines Teils der Fig. 1, in
der einzelne Bauteile in anderen Stellungen
als in Pig. 1 gezeigt sind;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines zu formenden Rohlings;
Fig. 4- eine perspektivische Ansicht einer zur
Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ve rwendeten Formvorri chtung;
Fig. 5 ein Aufriß eines Teils der in Fig. 4· gezeigten
Formvorrichtung mit den Formwerkzeugen in ihrer zur Aufnahme des Rohlings
bereiten offenen Stellung;
Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht, in der
die Formwerkzeuge in ihrer geschlossenen Stellung und die das zu formende Teil mit
axialen Bohrungen versehenden Einstechwerkzeuge in ihren vor dem Sinstechvorgang
eingenommenen Stellungen gezeigt sind;
Fig. 6a eine Rückansicht eines Abschnitts der Formwerkzeuge;
Fig. 7 eine den Fig. 5 und 6 ähnliche Ansicht, die
die Einstchwerkzeuge in ihren in das zu formende Teil eingedrungenen Stellungen
zeigt;
Fig. 8 eine in größerem Maßstab gezeigte perspektivische,
teils im Schnitt gezeigte Ansicht der in ihrer geschlossenen Stellung befindlichen
Formwerkzeuge vor dem Eindringen des den zu formenden Teil zerteilenden
Trennwer'tzeugs;
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Fig. 9 und 10 in größerem Maßstab und teils
im Schnitt gezeigte Teilansichten der im geschlossenen Zustand befindlichen Formwerkzeuge,
aus denen sich das Längsspannen der Glasfasern jährend des Fora- und Einstechvorgangs
entnehmen läßt;
Pig. 11 ein in größerem Maßstab gezeigter Längsschnitt durch ein Ende der geschlossenen
Fomnverkzeuge nach dem Zurückziehen des
BinStechwerkzeugs aus diesem Snde;
Hg. 12 eine perspektivische Ansicht eines der Formvorrichtung entnommenen, aus zwei
Stielen bestehenden geformten Teils;
Fig. 13 eine Seitenansicht eines fertigen Hammers
mit einem erfindungsgemäßen glasfaserverstärktem Stiel; und
Pig. 14 eine Schnittansicht durch den in Fig. 13
gezeigten Hammer gemäß der Linie 13-13 dieser Figur nach TSatfernen des Hammerkopfes.
Der in den Figuren 13 und 14 gezeigte fertige eigentliche
Hammerstiel 10 ist an seinem Ende mit einer rohrförmigen Hülle 16 aus Gummi oder anderem Material versehen.
Der den Gegenstand der Erfindung bildende eigentliche
Hammerstiel 10 besteht aus einem polymerisiertem Epoxyharz
oder anderem Kunstharz hoher Festigkeit, in dem eine große Anzahl von dicht nebeneinanderliegenden Glasfasern
12 eingebettet sind, die sich in Längsrichtung des Stiels erstrecken und die in dem ausgehärteten Kunstharz
unter Spannung stehen. In seiner äußeren Form ähnelt
der Hammerstiel den üblichen Hammerstielen aus Metall oder HoIz9 wobei sein vom Hammerkopf entfernt liegender, rückwärtiger Abschnitt 14 zur Aufnahme der Hülle 16 im Quer-
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schnitt verringert ist. An seinem anderen Ende weist der Stiel einen im wesentlichen geraden Bereich 18 mit
dem üblichen Schlitz 20 auf. In diesen Schlitz wird der Keil 22 eingetrieben, der den Bereich 18 aufweitet, so
daß der Stiel fest in dem Auge 24 des Hammerkopf es 26
sitzt, der in der gezeigten Ausführungsform die Form eines für einen Tisclilerhammer üblichen Kopfes hat. Ton dem
freien ^nde des Gtiels erstreckt sich eine spitz zulaufende
bzw. kegelige Bohrung oder Ausnehmung 28 bis zu einem Punkt, der etwa in der Kitte zwischen den beiden Enden des
Stiels liefet. Der Durchmesser dieser Bohrung ist an ihrem
äußeren Täide etwas kleiner als die Breite des Stiels in
dessen kürzester Querrichtung. Der Querschnitt der Bohrung verringert sich allmählich in Richtung des Hammerkopfes.
Sie endet etwa am vorderen Ende des rückwärtigen Abschnitts 14. Der übrige Teil des Stiels ist abgesehen vom Schlitz
20 massiv.
Die Schnittansicht des Hammerstiels 10 nach Fig. 14 ist
nicht maßstabsgerecht und kann auch nicht als eine genaue Darstellung angesehen werden. Vielmehr ist in dieser und
in anderen Ansichten die jeweilige Verteilung der Glasfasern nicht völlig erkennbar, da durch die Polymerisierung
eine im wesentlichen einheitliche Masse entsteht, deren äußeres Erscheinungsbild sich weder im Schnitt noch im
Aufriß genau wiedergeben läßt. Nur in den Fig. 9» 10 und 14 ist ein Versuch gemacht, die Easerverteilung darzustellen.
Ohne vorerst bestimmte, zur"Herstellung des neuen Hammerstiels
geeignete Vorrichtungen in Betracht zu ziehen, besteht
das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren im weitesten
Sinne darin, daß man die Glaefasern oder Glasfa—
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serstränge in ein Bad von nicht ausgehärtetem, als Bindemittel
dienendes Kunstharz eintaucht und dann die Pasern so ausrichtet, daß sie im wesentlichen in Berührung
miteinander und parallel zueinander angeordnet sind und einen langgestreckten, noch zu verforraenden Rohling bilden,
in dem die Fasern in Längsrichtung verlaufen. Anschließend wird der Rohling in eine beheizte Formvorrichtung eingebracht,
in der das flüssige Kunstharzbindemittel polymerisiert wird. Vor der Polymerisierung wird in die den
Rohling aufnehmende Formvorrichtung ein Einstechwerkzeug stirnseitig so eingeschoben, daß die sich in Längsrichtung
erstreckenden Glasfasern zur Bildung der vorerwähnten kegeligen Bohrungen bzw· Einstiche während des Formvorgangs
radial nach außen gedrängt werden. Dieses stirnseitige Einführen der Einstechwerkzeuge in die Formvorrichtung verursacht vor der endgültigen Polymerisierung ein in Längsrichtung
erfolgendes Fließen des verdrängten Kunstharzes nach rückwärts und aus der Eintrittsöffnung des Einstechwerkzeugs
heraus. Dieses Fließen wird durch das thixotropische Verhalten des flüssigen Kunstharzbindemittels
erhöhtv dessen Zähigkeitsbeiwert bei seiner anfänglichen
Erwärmung erheblich verringert wird. Das Fließen des flüssigen Kunstharzes geht deshalb verhältnismäßig rasch
vor sich, wobei aber das Kunstharz mit Bezug,auf die
sich in Längsrichtung erstreckenden Fasern eine ausreichende Festhaltefähigkeit beibehält, um diese nach hinten au
ziehen und dabei so zu spannen, daß siein größerem Maße
geradlinig ausgerichtet sind. Wenn dieses thixotrop!sehe
Verhalten des Kunstharzes nachläßt und das Kunstharz allmählich aushärtet, bleiben die Fasern unter Spannung, da
sie von dem vollständig ausgehärteten und polymerisierten Bindemittel fest umschlossen sind. Durch das Einführen des
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Einstechwerkzeugs wird auch in der Wandung der Einstechbohrung
oder Aushöhlung 28 eine Faserdichte erreicht, die größer ist als die Faserdichte in dem massiven Abschnitt
18 des Hammerstiels· Dabei wird jedoch durch das im vorstehenden erwähnte Entweichen von Kunstharz der
hohle Abschnitt 14 des Stiels etwas leichter als der massive Abschnitt 18, was nach dem Anbringen des Hammerkopfes 26 zu einer guten Auswuchtung des fertigen Hammers
beiträgt. Durch Anbringen des üblichen Schlitzes in dem vorderen Knde des geformten Stiels wird das Befestigen
des Stiels im Auge 24 des Hammerkopfes 26 mittels eines
Keils ermöglicht.
In den Fig· 1-4 sind zur Ausführung des Verfahrens dienende Vorrichtungen beschrieben, wobei Fig· 1 und 2 schematisch
die Vorrichtung zum Imprägnieren und Ausrichten der Fasern zur Herstellung eines in Fig. 5 gezeigten, noch zu verformenden Rohlings zeigen und Fig· 4 eine Formvorrichtung
zur Herstellung von zwei miteinander verbundenen, aber voneinander leicht trennbaren Hammerstielen aus einem einzigen
Rohling nach Fig· 3 zeigt·
Der einfacheren Darstellung halber werden die in den
Fig· 1,2 und 4 gezeigten Vorrichtungen nicht in allen Einzelheiten?beschrieben, da eine Beschreibung der Wirkungsweise
der Vorrichtung bei der Ausführung des Verfahrens als ausreichend angesehen wird· Es werden daher nur
diejenigen Bauelemente der Vorrichtungen erwähnt, die zur Ausführung des Verfahrens von Wichtigkeit sind·
Aus Pig· 1 ist ersichtlich, daß das vorerwähnte Imprägnieren
bzw· überziehen der Fasern dadurch erreicht wird, daß
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man fortlaufende Längen von Glasfasersträngen 30 durch
einen Tank 32 zieht, in dem das Kunstharzbindemittel 34
angeordnet ist. Als Bindemittel kann jedes übliche, bei
niedrigem Druck in der Wärme aushärtende flüssige Kunstharz verwendet werden, beispielsweise ein von der Firma
Archer-Daniels-Midland Co., Minneapolis, Minnesota unter
dem Warenzeichen "Q 614-0" vertriebenes Polyesterharz. Als Glasfasenaaterial können in Rollenform vorliegende Glasfaserstränge
verwendet werden, die von der Firma Gustin-Bacon Co., Kansas City, Missouri unter dem Warenzeichen
"Ultra Strand" vertrieben werden. Jeder dieser Paserstränge
besteht aus etwa 212 einzelnen Fasern, die auf je 2,5 cm Länge eine Drehung aufweisen. Viele andere Arten
von Glasfasern sind jedoch ebenfalls verwendbar. Die Anzahl der durch den Tank 32 gezogenen Stränge kann unterschiedlich
sein. Zufriedenstellende Resultate sind bei Verwendung von 130 Strängen erzielt worden. Die Stränge
werden in Pappschachteln 36 angeliefert, die mit Austrittsöffnungen für die Stränge versehen sind· Die erforderliche
Anzahl von Schachteln wird auf Regalen 38 in der Nähe
des Behälters 32 aufgestellt. Die Stränge werden bei ihrer Bewegung durch den Tank 32 mittels an entgegengesetzten
Behälterenden unterhalb des Kunstharzspiegels angeordnete
Rollen 40 geführt. Anschließend werden sie bei 42 nach
oben und konvergierend zusammengeführt· Sie laufen dann durch eine öse 44, wo sie zusammengefaßt und gleichzeitig
abgepreßt werden, so daß überschüssiges Kunstharz wieder in den Tank 32 gelangt. Gleichzeitig werden die
Stränge 30 zusammengedrückt und von mitgeführter Luft
befreit. Aufgrund dieses Abpressens an der Öse 44 bilden die Stränge ein im wesentlichen zylindrisches,
halbstarres Bündel 46. Das flüssige Kunstharz ist äußerst
009847/0861 Λ ,„_,..
BAD ORIGINAL
--11 -
klebrig, so daß ira Bündel 46 ein guter Zusammenhalt besteht
.
Die Faserstränge 30 werden intermittierend durch den
Tank 32 gezogen, wobei bei jedem Ziehvorgangy. ein Bündel
von der Länge des in ?ig. 3 gezeigten zu verformenden Rohlings
4-8 hergestellt wird. Das Hindurchziehen kann mit sehr verschiedenen Einrichtungen bewirkt v/erden· Bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Zielivorgang mittels einer senkrecht hin- und herbeweglichen Zahnstange
50 bewirkt, die in mit Abstand voneinander am Maschinengestell
54 angeordneten Führungen 52 gleitend geführt
ist. Ein geeigneter, von Hand regelbarer, umkehrbarer Motor H treibt ein Ritzel 56 an, das mit der Zahnstange
50 in Eingriff steht und diese anhebt und absenkt. Zusammen mit der Zahnstange 50 bewegt sich ein Paar von
normalervvei se offenen Greiferbacken 58, die aber das
Bündel 46 in der unteren Stellung der Zahnstange ergreifen und es nach oben ziehen, wenn sich die Zahnstange
aus dieser in Fig. 1 gezeigten Stellung in ihre in Fig.
2 gezeigte obere Stellung bewegt. Ein ähnliches Paar von
Greiferbacken 60, die sich beim Schließen an das Bündel 46 anlegen, ist fest am Gestell 54 abgestützt. Bei jedem
Ziehvorgang werden also die Backen 58 in ihrer unteren
Stellung geschlossen und dann durch die vom Motor M bewirkte Aufw^rtsbewegung der Zahnstange in ihre obere Stellung
gebracht. In dieser Stellung schließen sich die Backen 60 und ergreifen das Bündel 46. IVenn beide Greiferbackenpaare 58 und 60 sich in ihrer geschlossenen Stellung
befinden. tritt die Schneideinrichtung 62 in Tätigkeit
und trennt einen Rohling 48 vom Bündel 46 ab. Die obere und die untere Stellung der Zahnstange 50 sind dadurch
festgelegt, daß an der Zahnstange angeordnete An-
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schlagbunde 64-,66 an fest am Gestell 54· angeordneten Anschlägen
68, 70 zur Anlage gelangen. Die Schneideinrichtung 62 wird, wenn die Zahnstange 50 ihre obere Stellung erreicht
hat, sofort betätigt und arbeitet beim Abtrennvorgang mit einem Amboßelement 72 zusammen. Der abgetrennte Teil des
Bündels' bzw. der zu verformende Rohling 48 wird nach dem öffnen der Greiferbacken 58 in die in Fig. 4 gezeigte
Formvorrichtung überführt· Nach dem Entfernen des Rohlings 48 können die unteren Greiferbacken 60 geöffnet
werden, bevor die Zahnstange 50 zur V/iederholung des Ziehvorgangs
in ihre untere Stellung zurückgeführt wird.
Die in Fig· 4- gezeigte Ausführungsform einer Formvorrichtung 100 besteht aus einem fest angeordneten unteren Gesenk
oder Formwerkzeug 102 mit einer Formvertiefung 104
und einem beweglichen oberen Gesenk oder Formwerkzeug 106, das an seiner Unterseite mit einer Formvertiefung 108
versehen ist. Das untere Formwerkzeug 102 ist auf zwei Stützen 110 des Vorrichtungsrahmens 112 abgestützt, von
dessen beiden Enden aus sich Paare von Führungsstangen
nach oben erstrecken· Die oberen Enden der Stangen 114
sind durch ein Quer j och 116 verbunden, an dem eine pneumatisch oder hydraulisch betätigte Kolben-Zylindervorrichtung 118 abgestützt ist. An dem Kolben 120 dieser
Kolben-Zylindervorrichtung ist eine nach unten gerichtete Kolbenstange 122 befestigt, deren unteres Ende mit einer
senkrecht hin- und herbeweglichen Schlittenanordnung 124
verbunden ist· An den beiden Enden dieser Schlittenanordnung
sind 3οchartige Teile 126 angeordnet, deren freie
Enden mit entlang der Führungsstangen 114 gleitenden
Buchsen 128 versehen sind· An der Schlittenanordnung 124 ist das obere Formwerkzeug 106 in Ausrichtung mit dem
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ortsfesten unteren Formwerkzeug 102 befestigt. Die
Ko Iben-Zylindervorrichtung 118 ist mit Zuleitungen 130
für das Antriebsmittel versehen, dessen Zuführung durch ein nicht gezeigtes Ventil gesteuert wird. Die Formwerkzeuge
werden durch elektrische Heizelemente 131 CFig· 11)
auf der gewünschten Betriebstemperatur gehalten·
Die beiden Formwerkzeugvertiefungen 104. und 108 sind so
ausgebildet, daß sie, wenn das obere Formwerkzeug 106 abgesenkt und dicht am unteren Formwerkzeug 102 anliegend
gehalten 7/ird, gemeinsam einen Hohlraum 132 (Fig. 6 und 7)
bilden, dessen Kontur der Kontur eines Paares von Hammerstielen 10 entspricht, die an den Enden ihrer vorderen
Abschnitte 18 miteinander verbunden sind. Am Rahmen 112 ist eine zweite Kolben-Zylindervorrichtung 134 angeordnet,
deren plungerartige Kolbenstange 136 an ihrem äußeren Ende
mit einem X-förmigen brennelement 138 versehen ist, das
in der geschlossenen Stellung der beiden Formwerkzeuge quer zu diesen bis in den Hohlraum 1.32 vorgeschoben werden
kann. Um dies zu ermöglichen, sind in den hinteren Wandungen der beiden Formwerkzeuge komplementär ausgebildete
T-förmige Schlitze 140 und 142 (Fig. 6a und 8) vorgesehen,
die zusammen eine X-förmige Einlaßöffnung bilden, durch
die das Trennelement in den Hohlraum 132 eingeführt werden
kann· Wie in Fig. 8 gezeigt, hat der obere senkrechte
Schenkel des X-förmigen Trennelements 138 eine größere
Höhe als der untere senkrechte Schenkel. Der Zweck dieser
unterschiedlichen Ausbildung dieser beiden Schenkel wird im folgenden noch erläutert. Der Kolben 144 der Kolben-Zylindervorrichtung
134 ist durch eine nicht gezeigte ?eder so vorgespannt, daß er normalerweise seine in Fig.
4 gezeigte zurückgezogene Stellung einnimmt, in der sich
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das Trennelement außerhalb der Formwerkzeuge befindet. Wenn durch Zufuhr von Antriebsmittel über die Leitung
146 der Kolben 144 das Trennelement 138 in den Hohlraum
132 bewegt, wird in dem noch nicht ausgehärteten Rohling
48 quer zu dessen Längsrichtung eine X-förmige Ausnehmung (Fig. 12) gebildet. Diese Ausnehmung 148 dient einerseits
dazu, das Trennen des ausgehärteten Rohlings in zwei Hammerstiele 10 zu erleichtern und andererseits dazu,
in beiden Stielen die zur Aufnahme der den Hammerkopf befestigenden Keile erforderlichen Schlitze 20 zu bilden.
Die vorerwähnten Einstechbohrungen 28 werden in den Stielen 10 durch Einstechwerkzeuge in Form von Dornen
gebildet, die in die aus den beiden geschlossenen Werkzeugen 102 und 106 gebildete Form eingeführt werden. An der
Formvorrichtung 100 (Fig. 4) sind zwei solcher Dorne 150
vorgesehen, die mit den Kolben 152 der ihnen zugeordneten
Kolben-Zylindervorrichtungen 154 verbunden sind. Die Kolben-Zylindervorrichtungen
sind auf auslegerartig am Rahmen 112 angeordneten Platten 156 befestigt. Die äußeren Enden
der Dorne 150 sind bei I58 kegelförmig zugespitzt. Die
Dorne werden durch von komplementären halbkreisförmigen
Ausnehmungen T60 und 162 gebildeten Einlaßöffnungen (Fig. 8)
in die geschlossene Form eingeführt. Den Kolben-Zylindervorrichtungen 154 für die Dorne wird Drückmittel über
mit nicht gezeigten Ventilen versehene Leitungen 164 zugeführt. In ihren in den Fig· 4, 5, 6 und 11 gezeigten
zurückgezogenen Stellungen befinden sich die Dorne 150
vollständig außerhalb des FormhohlrauEkC *32· In den vorgeschobenen Stellungen der Dorne ragen ihre äußeren, kegelig
zugespitzten Bereiche 158 in den Hohlraum 132 hinein.
Im folgenden wird der Formvorgang für einen der vom Faser—
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bündel 46 abgetrennten Rohlinge beschrieben, die etwa
Zimmertemperatur haben und verhältnismäßig klebrig sind.
Durch den Schneidvorgang wird ein Rohling erhalten, dessen Länge im wesentlichen der Länge der Werkzeugvertiefung
104 und dessen Volumen im wesentlichen dem Volumen des Hohlraums 132 entspricht· Der Rohling wird in die
Vertiefung 104 eingelegt und anschließend wird das obere Formwerkzeug 106 durch die Kolben-Zylindervorrichtung
in Anlage an das untere Werkzeug 102 gebracht. Der Hohlraum 132 der '"Orai ist dann im wesentlichen von dem Rohling 48
ausgefüllt. Die elektrischen Heizelemente 132 halten die
Werkzeuge auf der gewünschten Aushärtetemperatur, so daß die Aushärtung des Rohlings unmittelbar nach dem Schließen
der Formwerkzeuge beginnen kann.
Sofort nach dem Schließen der Form werden von den Eolben-Zylindervorrichtungen
154 die Dorne I50 durch die von den
komplementären Ausnehmungen 160, 162 gebildeten Einlaßöffnungen in die Form eingeschoben, wobei die zugespitzten
Bereiche 158 der Dorne in die Enden des Rohlings 48 eintreten
und die Fasern der Stränge 30 radial nach außen drängen und dabei die Stränge und das noch nicht ausgehärtete
Kunstharzbindemittel gegen die Wandung des Hohlraums 132 drücken. Da die Dorne von den Stirnseiten der
Form in den Hohlraum eindringen und dieser Hohlraum vor
dem Eindringen der Dorne im wesentlichen voll ausgefüllt
ist, wird eine begrenzte Menge des flüssigen Kunstharzes aus den Einlaßöffnungen herausgedrückt, während gleichzeitig
durch die vorgeschobenen Dorne nahe dem mittleren
Bereich des Hohlraums 132 ein hoher Druck auf die Fasern
und auf das Bindemittel ausgeübt wird. Aufgrund des thixotropischen Verhaltens des Epoxykunstharzes tritt bei
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Aufnahme von Wärme ein fast sofortiges Erweichen oder
eine Viskositätsverringerung im Kunstharz ein, so daß das Bindemittel verhältnismäßig schnell entlang den Dornen
150 nach rückwärts fließt. Dieser Fluß des flüssigen Bindemittels
ruft in den die Dorne umgebenden Glasfasern eine Spannung hervor, während die Fasern in dem zwischen den
Dornen befindlichen mittleren Bereich des Hohlraumes in dem verdichteten Teil des Bindemittels fest gelagert;
bleiben.
Es ist nicht erforderlich, daß die Dorne I50 bis zur
vollendeten Polymerisation in ihrer am weitesten vorgeschobenen Stellung verbleiben. Sobald das Bindemittel
formsteif geworden ist, so daß es nicht mehr fließt und
die durch die Dorne erzeugten glatten Einstechbohrungen
28 deformieren kann, werden die Dorne zurückgezogen. Anschließend wird die Kolben-Zylindervorrichtung 118 zum
Anheben des Werkzeugs 106 betätigt. Das fertige und ausgehärtete Formteil 48A (Fig. 11) ist dann zugänglich.
Vor der Beendigung des Polymerisationsvorgangs des im
Rohling 48 enthaltenen Bindemittels wird entweder sofort nach dem Schließen der Formwerkzeuge 102 und 106, aber
vor dem Vorschieben der Dorne oder nach dem teilweisen oder vollständigen Vorschieben derselben die Kolben-Zylindervorrichtung
-134 zum Einschieben des Trennelements
138 durch die komplementären Schlitze 14-0 und 142 (Fig. 8)
hindurch in den Hohlraum 132 betätigt. Dieses Vorschieben
des Trennelements führt zu einem Zerschneiden des noch nicht ausgehärteten Rohlings und zum Bilden einer X-for-
migen Ausnehmung 170 in dem fertigen Formstück 48A (siehe
auch Fig. 12). Aufgrund de> Tatsache, daß in dem Trennelement
138 der untere senkrechte Schenkel eine geringere
Höhe als der obere senkrechte Schenkel hat und nicht
den Boden des Hohlraums 132 der Form berührt, bleibt unterhalb
des kürzeren Schenkels ein dünnes Verbindungsstück 172 im fertigen Formteil 4-8A bestehen*
Das nach dem Anheben des Formwerkzeugs 106 freiliegende Formteil 4-8A kann aus der Vertiefung 104- des unteren
Fox'mwerkzeugs herausgehoben und dann entweder als Ganzes
zum Versand an den-Verbraucher oder Hammerhersteller gebracht
werden, der die beiden Stiele 10 voneinander trennt oder das Trennen kann durch die Bedienungsperson der
beschriebenen Vorrichtung vorgenommen und die Stiele können dann als Einzelstiele zum Versand gebracht werden·
Das Trennen kann, wie aus Fig· 12 ersichtlich ist, in einfacher Weise durch Biegen des Formteils 4-8A unter Abbrechen des Verbindungsstücks 172 bewirkt werden» Der dabei
entstehende Grat und andere beim Formvorgang entstehende
Grate müssen vor dem Einbau der Stiele noch entfernt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten
und vorstehend beschriebene Anordnung von Teilen oder auf die im einzelnen beschriebenen Verfahrensschritte
beschränkt· Vielmehr sind im Rahmen des Erfindungsgedankens vielerlei Abwandlungen möglich. Beispielsweise durch
Auswahl anderer in der Wärme härtender Kunstharze, anderer Härtetemperaturen und Aushärtezeiten usw. Das hier beispielsweise
als Bindemittel verwendete Kunstharz hat eine sehr geringe Aushärtezeit von etwa drei Minuten bei einer
Temperatur von etwa 150° C· Es können aber auch andere Harze mit kürzeren oder längeren Aushärtezeiten oder mit
anderen Auehärtetemperaturen verwendet werden· Vielmehr
BAD ORKSlNAL 009847/0861
sind die in der Beschreibung enthaltenen Angaben lediglich
als Ausführungsbeispiele zu
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Claims (12)
- AnsprücheA ,j Aus glasfaserverstärktem, in der ;7ärme härtbarem Kunstharz Geformter nachgiebiger Stiel für Hämmer u.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der Stiel (10) entlang seiner Länge Bereiche mit verschiedenen Querschnitten aufweist, von denen der mit dem Hammerkopf (26) versehene, vordere Bereich (13) massiv ist und der hintere Bereich (14·) rohrförmig ausgebildet ist und eine sich von seinem freien "nde in Längsrichtung erstreckende, verhältnismäßig tiefe Aushöhlung (28) aufweist; und daß die Glasfasern (12) im Bindemittel dicht aneinanderliegend eingebettet sind und im wesentlichen in Längsrichtung des Stiels verlaufen, 7/obei im wesentlichen alle Fasern sich längs des ganzen Stiels (10) erstrecken.
- 2. Stiel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in der Wandung der Aushöhlung erstreckenden Glasfasern (12) in Längsrichtung vorgespannt und daher geradlinig verlaufen.
- 3. Stiel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushöhlung (28) sich bis in die Nähe der Mitte des Stiels (10) erstreckt.
- 4-, Stiel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushöhlung (28) an ihrem inneren Ende konisch verläuft.BAD ORtQlNAU 9847/0861952640
- 5· Verfahren zum Herstellen eines Werkzeugstiels nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine große Anzahl von feinen durchlaufenden Glasfasern durch ein Bad aus flüssigem, in der Wärme harfbarem Bindemittel und anschließend zum Zusammendrücken der mit Bindemittel versehenen Fasern zu einem im wesentlichen zylindrischen Bündel durch eine öse geführt wird, daß von den Bündel ein Rohling von vorbestimmter Länge abgeschnitten und in einen "beheizten, in Form des Stiels konturierten Hohlraum einer Form eingebracht wird; daß vor der vollständigen Polymerisation des Bindemittels ein konisch zugespitzter Dorn stirnseitig in den Hohlraum der Form eingedrückt wird, um Bindemittel und Fasern radial nach außen gegen die Wandung des Hohlraums zu drücken und innerhalb des Stiels eine verhältnismäßig tiefe langgestreckte Aushöhlung zu bilden; und daß man das Bindemittel aushärten läßt.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man "während des Einbringens des Doms in den Hohlraum der 3?orm verdrängtes Bindemittel durch die Eintrittsstelle des Doms aus-, dem ..Hohlraum-entweichen läßt·
- 7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet» daß der Dorn zur Förderung des Entweichens von Bindemittel während des thixotropischen Stadiumsder Polymerisation in den Hohlraum der Form eingedrückt wird.
- 8» Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet» daß zum Bilden eines Keilschlitzes am Werkzeugende des Stiels vor der Polymerisation des Bindemittels ein Trennwerkzeug in Querrichtung in den Hohlraum der Form eingeführt wird*7/0 861 .'■' ■BAD ORIGINAL
- 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5» 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohling von der doppelten Länge eines otiels in den entsprechend lang ausgebildeten Hohlraum der Form eingebracht und- in jedes Ende des Hohlraums ein Dorn eingeführt wird, und daß die beiden mit ihren vorderen Enden aneinanderstoßenden Stiele voneinander getrennt iverden.
- 10. Verfahren nach Anspruch 8 und 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling in seiner Mitte durch Anbringen eines aus senkrechten und waagerechten Schenkeln bestehenden X-formigen '.^erschlitzes unter gleichzeitiger Erzeugung von Keilschlitzen an den aneinanderstoßenden Enden der beiden Stiele unterteilt wird.
- 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der senkrechten Schenkel des Schlitzes eine solche radiale Erstreckung hat, daß er die Wandung des Hohlraums der l;iorm schneidet und der andere eine geringere radiale Erstreckung hat, so daß ein dünnes Verbindungsstück zwischen den die beiden Stiele bildenden Rohling— abschnitten verbleibt.
- 12. Formvorrichtung zur gleichzeitigen Herstellung von zwei mit ihren werkzeugseitigen Enden aneinanderstoßenden Werkzeugstielen, aus einem aus glasfaserverstärktem Kunstharz bestehenden Rohling, gekennzeichnet durch ein ortsfestes unteres Formwerkzeug (102) mit einer Formvertiefung (104·); ein senkrecht bewegliches oberes "Formwerkzeug (106) mit einer Formvertiefung (108), wobei beide Vertiefungen bei ^eschloasener Form einen der Kontur des Rohlinge entsprechenden Hohlraum (132) ergeben? MittelBAD ORIQINAl. 0 09847/0861(114-150) zum Bewegen des oberen Formwerkzeugs (106) aus seiner oberen Stellung in Anlage an das untere l?ormwerkzeug; Heizeinrichtungen (131) für die Formwerkzeuge; ein Paar von in waagerechter Ausrichtung mit dem Hohlraum (132) an dessen beiden Enden, in waagerechter Richtung bewegliche Dorne (150), die aus einer außerhalb der Foria liegenden Stellung in eine Stellung verschoben werden, in der sie über eine erhebliche Länge in den Hohlraum hineinragen und die Glasfasern gegen die Wandung des Hohlraums zu drücken und in beiden Enden des Rohlings verhältnismäßig tiefe langgestreckte Aushöhlungen su bilden; und Mittel zum Bewegen der Dorne zwischen ihren beiden Stellungen,13·. Formvorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein Trennelement (138), das quer aur Längsrichtung des Hohlraums so beweglich ist, daß es diesen etwa in seiner Mitte (138) durchdringt und den Rohling in zwei zur Bildung der beiden Stiele dienende Abschnitte unterteilt; und Antriebsmittel (134,136) für das brennelement·14-, Formvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (138) im Querschnitt X-förmig ausgebildet ist und vier etwa rechtwinklig zueinander angeordnete Schenkel aufweist, von denen zwei fluchtende Schenkel das Trennen des Rohlings in zwei Abschnitte und die beiden anderen Schenkel Keilschlitze (20) in den aneinanderstoßenden Enden der unterteilten Abschnitte erzeugen,-* ■ ■ -15· Formvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden das Trennen des Rohlings009847/0861 BAD OR1Q1NAL(48) bewirkenden Schenkel des Brennelements (138) sich soweit nach außen erstreckt, daß er die Wandung des
Hohlraums (132) schneidet, während der andere dieser beiden Schenkel sich weniger weit nich außen erstreckt, so daß die beiden getrennten Abschnitte des Rohlings noch durch ein dünnes Verbindungsstück (172) verbunden
bleiben.6AD ORIGINAL0 0984 7/0861Le e rs e it e
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