DE202006010387U1

DE202006010387U1 - Griffelement mit Naturstoff

Info

Publication number: DE202006010387U1
Application number: DE200620010387
Authority: DE
Original assignee: Ing Johann Hortnagl-Werkzeuge Gesmbh; JOHANN HOERTNAGL WERKZEUGE GES
Current assignee: Ing Johann Hortnagl-Werkzeuge Gesmbh; JOHANN HOERTNAGL WERKZEUGE GES
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2016-07-06

Abstract

Griffelement mit Naturstoff aufweisend:
ein Kernelement (2) aus einem Kunststoff und
ein Mantelelement (3), das das Kernelement (2) zumindest in
einem Griffbereich (4) des Griffelements (1) zumindest teilweise umgibt;
wobei das Mantelelement (3) ein Stoffgemisch aufweist, das mindestens einen Kunststoff und einen Naturstoff enthält; und
wobei der Naturstoff mindestens einen faserartigen Naturstoff und/oder Leder enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Griffelement mit einem Naturstoff.
Griffe von Werkzeugen sind vielfältigen mechanischen und chemischen Einflüssen ausgesetzt, denen sie widerstehen müssen. Bei einem Schraubenzieher sind dies z.B. das von einer Hand auf die Klinge übertragene Drehmoment. Zugleich sind sie dem Schweiß und z.B. Motoröl ausgesetzt. Griffe werden daher unter Anderem aus Polyethylen gefertigt. Aus dem Kunststoff Polyethylen lassen sich zudem auch alle gewünschten Griffformen spritzen.
Der Kunststoff Polyethylen weist jedoch bei einer dauerhaften Benutzung, z.B. durch einen Handwerker, unangenehme Oberflächeneigenschaften auf. Diese resultieren in verschwitzten Händen, die dann zur Blasenbildung neigen. Insbesondere eignet sich Polyethylen nicht für Werkzeuge, die für körperlich belastende Arbeiten eingesetzt werden, z.B. eine Schaufel, einen schweren Hammer.
Ein weiter Aspekt, der gegen die Verwendung von Polyethylen spricht, ist das leicht unangenehme haptisches Gefühl, das die meisten Kunststoffe auf der Haut auslösen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Griff oder Stiel bereitzustellen, der dauerhaft angenehm in der Hand liegt.
Diese vorgenannte Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Griffelement mit Naturstoffkomponente gelöst.
Das Griffelement weist auf: ein Kernelement aus einem Kunststoff, ein Mantelelement, das das Kernelement zumindest in einem Griffbereich des Griffelements zumindest teilweise umgibt und wobei das Mantelelement ein Stoffgemisch aufweist, das mindestens einen Kunststoff und einen Naturstoff enthält und wobei der Naturstoff mindestens einen faserartigen Naturstoff und/oder Leder enthält.
Das Griffelement setzt sich aus einem mechanisch tragenden und die Kräfte aufnehmenden Kernelement und dem Mantelelement zusammen. Das Mantelelement umgibt den gesamten oder zumindest eine Großteil des Griffbereichs, das heißt den Bereich, den eine Hand berührt.
Es wurde erkannt, dass Leder eine besonders angenehme Oberfläche aufweist, die unter Anderem Schweiß aufnimmt. Faserartige pflanzliche Naturstoffe können z.B. Flachs, Baumwolle oder Schurwolle sein.
Erfindungsgemäß wird der Naturstoff in einen Kunststoff eingebettet. Der Kunststoff wirkt als stützende Matrix zur Übertragung der mechanischen Kräfte zwischen dem Kernelement und der Hand. Ein Teil der Kräfte wird auch durch den Naturstoff übertragen. Der Kunststoff für das Kernelement und der Kunststoff für das Mantelelement können verschieden sein.
Der Naturstoff kann als Partikel in dem Stoffgemisch enthalten sein, die typischerweise eine mittlere Größe von 0,5 mm bis 5 mm aufweisen. Die Partikel sind vorzugsweise zufällig in dem Stoffgemisch verteilt. Hierdurch ergibt sich ein ansprechendes natürliches Aussehen mit einem gesprenkelten Mus ter.
In einer Ausgestaltung weist das Stoffgemisch mindestens zwei Kunststoffe mit unterschiedlicher Härte in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis auf, derart, dass das Stoffgemisch eine gewünschte Härte aufweist. Die gewünschte Härte, z.B. nach Shore, ist für unterschiedliche Anwendungen, d.h. Werkzeuge, verschieden. Durch das Mischen verschiedener Kunststoffe kann jegliche Härte eingestellt werden, ohne dass Weichermacher verwendet werden. Gesundheitliche Bedenken sprechen gegen die Verwendung von Weichmachern.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt der Volumenanteil des Naturstoffs an dem Stoffgemisch zwischen 10 % und 50 %, besonders bevorzugt 20 % bis 40 %. Die obere Grenze wird durch die mechanische Belastbarkeit des Mantelelements und die untere Grenze durch das haptische Gefühl vorgegeben, ab dem sich das Mantelelement natürlich und angenehm anfühlt.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Kernelement und das Mantelelement materialschlüssig miteinander verbunden sind, dabei kann der Kunststoff für das Kernelement und das Stoffgemisch für das Mantelelement miteinander verschmolzen sein. Hierdurch wird ein Ablösen des Mantelelements auch bei hohen mechanischen Belastungen vermieden. Dies steht im Gegensatz zu rein formschlüssigen Verbindungen, bei welchen das Mantelelement das Kernelement nur eng umspannt. Ferner ist kein Klebstoff notwendig zum Verbinden des Mantelelements und des Kernelements notwendig. Die Qualität von Klebstoffen leidet bei großer Wärme oder wenn das Mantelelement mit Motoröl in Berührung kommt. In solchen Fällen kann es ebenfalls zu einem Ablösen des Mantelelements kommen.
Nach einer Weiterbildung weist das Kernelement längsverlaufende und/oder querverlaufende Rillen in dem von dem Mantelbereich umfassten Bereich auf. Die somit vergrößerte Oberfläche erhöht die Haftung der beiden Elemente aneinander.
Das Kernelement kann aus Polyethylen hergestellt sein. Zum Erreichen einer besonderen Steifigkeit, mechanischen Widerstandsfähigkeit oder Härte können dem Kunststoff für das Kernelement Glasfasern und/oder keramische Stoffe beigemischt sein.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und den beigefügten Figuren näher erläutert.
Von den Figuren zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Griffes;
2 einen Querschnitt durch die Ausführungsform von 1;
3 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform von 1;
4 das Kernelement der Ausführungsform von 1 ohne das Mantelelement; und
5 eine zweite Ausführungsform in Aufsicht.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente.
In 1 ist eine erste Ausführungsform eines Griffelements beispielhaft als Griff für eine Maurerkelle dargestellt. Der Griff 1 weist ein Kernelement 2 und ein Mantelelement 3 auf. Das Mantelelement 3 umschließt das Kernelement 2 in den meisten Bereichen. Somit ist die Oberfläche des Griffes, welche in Kontakt mit einer Hand ist, hauptsächlich durch das Mantelelement 3 gebildet. Dies trifft insbesondere auf den Griffbereich 4 auf, an welchem der Handballen und die meisten Finger der Hand anliegen. In einzelnen Bereichen kann das Kernelement 3 freiliegend sein, das heißt es ist nicht von dem Mantelelement 3 bedeckt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies für den Fingerschutz 5 der Fall. Ferner ist zur Zierde ein weiterer Bereich 6 durch das Material des Kernelements 2 gebildet. Dieses Zierdeelement 6 kann z.B. auf dem Rücken des Griffes wie in 1 dargestellt angeordnet sein. Das hintere Ende 7 ist beispielhaft ebenfalls nur durch das Kernelement 2 gebildet. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn der hintere Bereich zugleich zum Festklopfen oder ähnlichen Funktionen gleich einem Hammer dient.
Der Griff 1 ist in 2 als Querschnitt entlang der Ebene A-A aus 1 gezeigt. Der Griff 1 weist in diesem Bereich typischerweise einen ovalförmigen, kreisförmigen oder anders geartet runden Umfang auf. Das Kernelement 2 ist von dem Mantelelement 3 umgeben. In dem Kernelement 2 ist ein Schaft 9 angeordnet, welcher längs zu dem Griff verläuft.
In 3 ist ein Längsschnitt entlang der Ebene B-B aus 1 gezeigt. In diesem Schaft 9 kann eine Maurerkelle, eine Klinge, etc. befestigt werden.
Das Kernelement besteht vorzugsweise aus einem sehr steifen Kunststoff. Bevorzugt wird Polypropylen. Zur zusätzlichen Härtung gegenüber mechanischen Stößen können in das Polypropylen Glasfasern eingebettet sein, die dem Kernelement 2 eine höhere Festigkeit und Steifigkeit geben. Ferner können härtende Partikel, z.B. aus Keramik in den Kunststoff eingebettet sein.
Eine Hand berührt den Griff 1 in dem Griffbereich 4. Dessen Oberfläche ist hauptsächlich durch das Mantelelement 3 gebildet. Ein angenehmer Hautkontakt wird durch Naturstoffe in dem Mantelelement 3 erreicht. Die Naturstoffe umfassen faserartige Naturstoffe oder Leder. Die faserartigen Naturstoffe sind z.B. Flachs, Baumwolle oder Schurwolle. Die Textur- und Oberflächeneigenschaften von Naturstoffen empfinden die meisten Menschen als angenehmer, als die in der Regel der glatten oder auch künstlich aufgerauten Kunststoffoberflächen. Zusätzlich sind die Naturstoffe in der Lage, Schweiß aufzunehmen. Dies verhindert feuchte Hände, welche unter mechanischer Belastung zur Blasenbildung neigen.
Die Naturstoffkomponente ist mit dem Kernelement 2 fest verbunden, damit eine Übertragung von Kräften zwischen der Hand und dem Werkzeug gewährleistet ist. Die obig angegebenen Naturstoffe sind dazu in einer Kunststoffmatrix eingebettet. Die Kunststoffmatrix des Mantelelements 3 ist mit dem Kunststoff des Kernelements 2 verschmolzen. Ferner können die beiden Kunststoffe miteinander vulkanisiert oder in anderer Weise materialschlüssig miteinander verbunden sein. Ein Ablösen des Mantelelements 3 von dem Kernelement 2 wird durch die materialschlüssige Verbindung verhindert. Selbst unter großen mechanischen Belastungen kann sich somit das Mantelelement 3 nicht gegenüber dem Kernelement 2 verschieben oder verdrehen.
In 4 ist eine beispielhafte Ausgestaltung des Kernelements 2 dargestellt. Zu illustratorischen Zwecken ist das Mantelelement 3 nicht dargestellt. Eine höhere Haftung zwischen dem Kernelement 2 und dem Mantelelement 3 kann durch eine Strukturierung der Oberfläche des Kernelements 2 erreicht werden. Die Strukturierung kann wie beispielhaft dargestellt durch ringförmige Rillen 10 erreicht werden. Ferner können in das Kernelement 2 auch längsverlaufende Rillen oder andere Muster eingeprägt sein.
In 5 ist eine zweite Ausführungsform des Griffelements dargestellt. Dieses weist in gleicher Weise ein Kernelement 2' und ein Mantelelement 3' in einem Griffbereich 4 auf. Das Griffelement kann zum Beispiel für einen Hammer oder eine Axt verwendet werden, und wird im allgemeinen Sprachgebrauch als Stiel bezeichnet. Im Rahmen dieser vorliegenden Beschreibung sollen solche Stiele jedoch auch als Griffelemente betrachtet werden.
Ein wesentlicher Aspekt der Griffelemente ist, dass sich das Mantelelement 3 nicht von dem Griff, d.h. dem Kernelement 2 löst. Hierzu muss eine Kunststoffmatrix bereitgestellt werden, in dem einerseits der Naturstoff mit seinen gewünschten natürlichen Eigenschaften eingebettet werden kann und andererseits eine materialschlüssige Verbindung mit dem Kernelement 2 eingeht. Es wurde erkannt, das dies unter anderem hauptsächlich von der Wahl der Naturstoffe abhängt. Insbesondere eignen sich als Naturstoffe die bereits erwähnten faserartigen Naturstoffe und Leder.
Leder kann als kleine Stückchen mit Durchmessern von 0,5 bis 5mm bereitgestellt werden. Die faserartigen Naturstoffe wei sen eine Länge von 0,5 bis 5mm auf. Die Kunststoffmatrix weist bevorzugt Styrolbutadienstyrol (SBS), Etylenvinylacetat (EVA), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polysterol (PS), SEDS, TPO, TPK auf.
Die Einstellung der Härte (nach Shore) kann durch die Wahl geeigneter Polymere eingestellt werden. Hierzu können auch verschiedene Polymere gemischt werden. Das Mantelelement 3 der zuvor beschriebenen Griffelemente kommt ohne die Verwendung von Weichmachern aus. Dies wird aufgrund gesundheitlicher Bedenken gegenüber den Weichmachern favorisiert. Jedoch ist aus technischer Sicht auch die Verwendung von Weichmachern in der Kunststoffmatrix zur Einstellung der Härte verwendbar.
Das Kernelement 2 weist bevorzugt Polypropylen auf. Dieses kann wie bereits beschrieben mit Glasfasern zur Verstärkung des Kunststoffmaterials durchsetzt sein. Andere Materialien, die sich ebenfalls für das Kernelement 2 eignen sind Polyethylen, Ethylenvinylacetat, Acrylnitrilbutadienstyrolpolymerisat (ABS), Styrolacrylnitrilcopolymerisat (SAN), Acrylestherstyrolacrylnitrilpolymer (ASA), Polysterol (PS), TPK.
Die Herstellung der Griffe erfolgt beispielsweise durch ein zweistufiges Spritzverfahren. In einer ersten Stufe wird beispielsweise Polypropylen-Granulat auf eine Temperatur zwischen 150 und 300°C, je nach Zusammensetzung, aufgeschmolzen und über eine Kolbenschnecke mit einem Druck von 50 bis 200 bar in eine Werkzeugform eingespritzt. Dabei entsteht ein Spritzling, der dem Kernelement 2 eines Griffes entspricht. Ein solcher Spritzling kann z.B. wie in 4 dargestellt aussehen.
In einer zweiten Stufe wird der Naturstoff getrocknet, um Restfeuchtigkeit zu beseitigen. Vorzugsweise erfolgt dies durch Gefriertrocknen. Dazu wird der Naturstoff in einem Lufttrockner unterhalb von –35°C vorbehandelt. Der getrocknete Naturstoff wird mit dem Kunststoff für die Kunststoffmatrix vermengt. Zusammen werden sie auf eine Temperatur zwischen 100 und 200°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 175°C erhitzt. Das viskose Gemisch wird auf den zuvor erstellten Spritzling, d.h. das Kernelement 2 aufgespritzt.
Der Spritzling wird in eine zweite Werkzeugform umgesetzt. Dies kann mittels eines Drehtischverfahrens oder eines Umsetzverfahrens erfolgen. Vorzugsweise wird das Drehtischverfahren für kleine Griffelemente und das Umsetzverfahren für große Griffelemente z.B. einen Hammerstiel, einen Axtstiel etc. verwendet. Die Temperatur des Spritzlings wird auf 40 bis 100°C, vorzugsweise 55 bis 70°C gehalten. Typischerweise kann bei einem Drehtischverfahren dies durch ein einfaches Abkühlen von dem Spritzling erreicht werden. Bei einem Umsetzverfahren muss gegebenenfalls der Spritzling und die dazu verwendete zweite Werkzeugform auf die Temperatur erwärmt werden.
Das Aufspritzen der Kunststoffmatrix mit dem Naturstoff auf das warme oder wieder erwärmte Kernelement 2 erleichtert ein Anschmelzen der Oberfläche des Kernelements 2. Die beiden Kunststoffe verschmelzen entlang der Grenzfläche zwischen dem Kernelement 2 und dem Mantelelement 3 miteinander. Hierdurch entsteht eine den Polymeren typische Vernetzung. Die Materialschlüssige Verbindung gewährleistet eine unlösbare und mechanisch stabile Bindung des Mantelelements und des Kernelements.

Claims

Griffelement mit Naturstoff aufweisend: ein Kernelement (2) aus einem Kunststoff und ein Mantelelement (3), das das Kernelement (2) zumindest in einem Griffbereich (4) des Griffelements (1) zumindest teilweise umgibt; wobei das Mantelelement (3) ein Stoffgemisch aufweist, das mindestens einen Kunststoff und einen Naturstoff enthält; und wobei der Naturstoff mindestens einen faserartigen Naturstoff und/oder Leder enthält.
Griffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der faserartige Naturstoff Flachs, Baumwolle und Schurwolle umfasst.
Griffelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Naturstoff als Partikel mit einem mittleren Durchmesser von 0,5 mm bis 5 mm in dem Stoffgemisch enthalten ist.
Griffelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch mindestens zwei Kunststoffe mit unterschiedlicher Härte in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis aufweist, derart, dass das Stoffgemisch eine gewünschte Härte aufweist.
Griffelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumenanteil des Naturstoffs an dem Stoffgemisch zwischen 10 % und 50 % beträgt.
Griffelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement und das Mantelelement materialschlüssig miteinander verbunden sind.
Griffelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff für das Kernelement und das Stoffgemisch für das Mantelelement miteinander verschmolzen sind.
Griffelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff für das Kernelement Polypropylen aufweist.
Griffelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kunststoff für das Kernelement Glasfasern und/oder keramische Stoffe beigemischt sind.
Griffelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement längsverlaufende und/oder querverlaufende Rillen in dem von dem Mantelbereich umfassten Bereich aufweist.
Griffelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff für das Kernelement (2) und der Kunststoff für das Mantelelement (3) verschieden sind.