DE2346484B2 - Verfahren zum Befestigen eines Stieles aus Kunststoff in einem Hammerkopf - Google Patents
Verfahren zum Befestigen eines Stieles aus Kunststoff in einem HammerkopfInfo
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Description
55
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Stieles aus Kunststoff in einem Hammerkopf, bei
welchem der in den Kopf einzupassende, im Ausgangszustand einen größeren Querschnitt als das Hammerkopfloch
aufweisende Endabschnitt des Stieles unter 6c Verkleinerung des Querschnittes zusammengepreßt
und dann in das Loch eingepaßt wird.
Das Verfahren soll dabei bei einem Hammerkopf zur Anwendung gelangen, bei welchem das durch den
Hammerkopf sich erstreckende Loch derart einge- fcs schnürt ist, daß dessen Querschnitt in der Längsmitte
des Loches kleiner als der Querschnitt an den beiden Enden des Loches ist. Das Loch kann aber auch parallele
Seiten und jede beliebige Querschnittsform aufwei sen. Es kann sich auch von einem Ende zum andere
hin verjüngen.
Das bis heute in der Regel angewendete Verfahrei zur Befestigung von Kunststoffstielen in dem Locl
eines Hammerkopfes entspricht weitgehend dem Ver fahren, das seit langem überwiegend bei der Befesti
gung von hölzernen Stielen angewendet wird. Da heißt, ein Keil oder Keile wird bzw. werden in den End
abschnitt eines Kunststoffstieles eingetrieben, nachden dieser in den Hammerkopf eingepaßt ist Die Nachteih
dieses bekannten Verfahrens sind die, daß der Kei oder die Keile sich nach einer gewissen Gebrauchszei
losarbeiten, wodurch der Verspannungseffekt zwischer dem Stiel und dem Hammerkopf aufgehoben wird unc
der Hammerkopf sich dann sehr leicht von dem Stie lösen kann.
Ferner ist ein temperaturabhängiges Verfahren zum Verbinden von aus Kunststoffen hergestellten Teilen
mit anderen Teilen aus demselben oder einem hiervon abweichenden Material bekannt Bei diesem bekannten
Verfahren, beispielsweise beim Einpassen einer Kunststoffstange in ein in einem anderen Teil vorhandenes
Loch, besteht der erste Verfahrensschritt darin, daß die
Stang? durch einen beliebigen Bearbeitungsvorgang zunächst auf einen Durchmesser gebracht wird, der
größer ist als der Durchmesser des Loches. Anschließend wird die Stange auf eine Temperatur oberhalb
ihres sogenannten »softening point« gebracht und dann zusammengepreßt, um den Durchmesser zu verkleinern.
Im Anschluß daran wird das Ende der Stange in das Loch eingepaßt und unter Aufrechterhaltung des
Zusammenpressungsdruckes auf eine Temperatur abgekühlt, die unter dem »softening point« liegt. Schließlich
wird die gesamte Verbindung wieder auf oder über den »softening point« des Kunststoffes erhitzt und
während eines kurzen Zeitraumes auf dieser Temperatur gehalten. Die Nachteile dieses bekannten Verfahrens
bestehen darin, daß es sehr langwierig und nur mit einem beträchtlichen Kostenaufwand durchzuführen
ist, da es einen Aufheizungs- und einen Druckvorgang erfordert, der von einem Kühlvorgang unter Aufrechterhaltung
des Druckes abgelöst wird und dann einen weiteren Aufheizungsvorgang bedingt.
Es bildet nunmehr Aufgabe der Erfindung, die vorstehend erwähnten Nachteile zu überwinden und ein
zuverlässiges und wirtschaftliches Verfahren zum Befestigen eines aus Kunststoff bestehenden Stiels im Kopf
eines Hammers zu schaffen, das keine Erwärmungsund Abkühlungsvorgänge erfordert und das mit sehr
einfachen Vorrichtungen durchgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der im Ausgangszustand mit Bezug auf das Hammerkopfloch
übergroße Endabschnitt des Stieles bei Raumtemperatur einer kurzzeitigen zusammenpressenden
Belastung und Entlastung unter Verkleinerung seiner Querschnittsfläche unterworfen und anschließend
der so im Querschnitt verkleinerte Endabschnitt unverzüglich in das Loch des Hammerkopfes eingepaßt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Befestigen eines Stieles aus Kunststoff in einem Hammerkopf
macht sich eine besondere Eigenschaft von Kunststoffmaterialien zunutze, insbesondere solcher Kunststoffe
wie Polyäthylen, Polypropylen oder beispielsweise Acrylnitrilbutadienstyrol. Diesen Kunststoffen ist eine
Besonderheit zu eigen, die in der Fachwelt »memoryeffect« bezeichnet wird und eine nachverformende Gestaltänderung
von Fertigerzeugnissen im Sinne eines
Erinnerungsvermögens betrifft. Wenn auf einen Kunststoff
eine zusammenpressende oder eine ausdehnende Belastung ausgeübt und anschließend unverzüglich wieder
beseitigt wird, so geht die zunächst zwangläufig hervorgerufene elastische Veränderung in dem Kunststoff
wieder verloren und das Material kehrt allmählich in seine ursprüngliche Form zurück. Wenn jedoch eine
Belastung über einen längeren Zeitraum ausgeübt und dann weggenommen wird, so kann die elastische
Wiederherstellung nicht wieder vollständig erfolgen und der Kunststoff wird eine bleibende restliche Verformung
behalten, d. h, er wird nicht vollständig in seine ursprüngliche Cestalt zurückkehren. Die vorliegende
Erfindung verwendet nun die Eigentümlichkeit von Kunststoff in seine ursprüngliche Form zurückzukehren,
indem eine Belastung ausgeübt und sofort wieder aufgehoben wird.
Diese besondere Eigenschaft gewäljleistet, daß das
in den Hammerkopf eingesetzte, kurz vorher zusammengepreßte Stielende eine Tendenz zum Ausdehnen
besitzt, wodurch alle Zwischenräume, die zwischen der Wandung des Loches und dem Stielende vorhanden
sind, durch den sich ausdehnenden Kunststoff ausgefüllt werden. Der Hammerstiel aus Kunststoff sitzt folglich
so fest im Hammerkopf, daß auch nach einer längeren Gebrauchszeit kein Loslösen des Kunststoffstieles aus
den Hammerkopf erfolgt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der größte Querschnitt des Stielendes nach dem Zusammenpressen
etwas größer als der kleinste Querschnitt des sich durch den Hammerkopf erstreckenden Loches
bemessen. In diesem Zusammenhang kann es empfehlenswert sein, daß das sich durch den Hammerkopf erstreckende
Loch eingeschnürt und das Stielende nach erfolgtem Zusammenpressen ebenfalls eingeschnürt ist.
Erfindungsgemäß kann der Stiel aber auch vor dem Zu sammenpressen ein kegelstumpfförmiges Ende aufweisen,
dessen kleinster Querschnitt sich an dessen Stirnende befindet.
Gemäß der Erfindung kann es zweckmäßig sein, daß das Stielende nach erfolgtem Zusammenpressen unter
Anwendung einer Axialkraft in das im Hammerkopf befindliche Loch getrieben wird. Der Kunststoffstiel
wird mit dem Loch im Hammerkopf axial ausgerichtet, wobei sich ein Ende des Stiels im oder vor dem Loch 4s
befindet, und anschließend wird auf das Stielende eine in axialer Richtung wirkende Kraft ausgeübt, die das
Stielende durch das Loch treibt. Dieser Verfahrensschritt wird unmittelbar nach dem erfolgten Zusammenpressen
ausgeführt. 5c
Ein anderer vorteilhafter VerfahrensschiStt kennzeichnet
sich dadurch, daß, wenn das Stielende in das im Hammerkopf befindliche Loch getrieben wird, ein
Teil des Kunststoffs, aus dem das Stielende besteht, aus dem im Hammerkopf befindlichen Loch nach außen
dringt und anschließend durch Anwendung von Axialkraft reduziert wird. Das Zusammenpressen des Stielendes
kann in vorteilhafter Weise mittels sich in entgegengesetzte Richtungen aufeinander zu bewegender
zusammenarbeitender Preßstempel bewerkstelligt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dieses Pressen
auf manuellem Wege durchzuführen, indem der Hammer mit dem Hammerkopf nach unten gehalten
und einige Male kräftig auf eine feste Unterlage aufgeschlagen wird. In beiden Fällen ist gewährleistet, daß
der Kunststoff sich verstärkt an die Innenwandung des Loches anpreßt und ein einwandfreier Verspannungseffekt
zwischen dem Kunststoffstiel und dem Hammer-
kopf sichergestellt wird.
In den schematischen Zeichnungen, die vereinfacht ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeigneten Vorrichtung zeigen, ist
F i g. 1 eine Vorderansicht einer zum anfänglichen Zusammendrücken des betreffenden Hammerstielendes
geeigneten Presse mit geöffneten Preßstempeln,
F i g. 2 eine Seitenansicht der Presse mit dem zwischen die geöffneten Preßstempel eingelegten Hammerstielende,
Fig.3 eine der Fig.2 ähnliche Seitenansicht der
Presse mit geschlossenen Preßstempeln,
F i g. 4 eine Draufsicht in vergrößertem Maßstab auf den Unterstempel der Presse,
F i g. 5a eine Draufsicht auf das Ende des vorgeformten Hammerstils vor der Behandlung in der Presse,
F i g. 5b eine ähnliche Draufsicht auf das Ende des vorgeformten Hammerstils nach der ersten Behandlung
in der Presse,
F i g. 6 eine Draufsicht auf ein Werkzeug zur Durchführung der zweiten Behandlung zur Befestigung des
Stiels im Hammerkopf und
F i g 7 eine Teilansicht eines fertigen Hammers.
Fig. 1. 2 und 3 zeigen eine Vorrichtung, die eine Presse aufweist, welche aus einem auf- und abbewegbaren,
einen Oberstempel 11 tragenden oberen Pressentisch 10 und einem feststehenden, starren unteren Pressentisch
13 besteht auf dem der Unterstempel 12 befestigt ist. Ein Preßdruckerzeugungsmechanismus 14 bewirkt
eine vertikale Abwärtsbewegung des oberen Pressentisches 10, wodurch der Oberstempel 11 gegen
den Widerstand von Führungssäulen 16 umgebenden Gegenfedern 15 auf dem Unterstempel 12 zu liegen
kommt. Die Führungssäulen 16 sind mit ihren unteren Enden am unteren Pressentisch 13 befestigt. Ihre oberen
Enden führen sich in entsprechend dimensionierten, im oberen Pressentisch 10 vorgesehenen Bohrungen.
Der untere Pressentisch 13 ist hinten mit einer starr an ihm befestigten vertikalen Hinterwand 17 versehen,
in der eine rückwärtige Anschlagstange 18, an deren vorderem Ende ein Anschlag 19 befestigt ist, gleitbar
gelagert ist. Die Ausbildung dieses Anschlags 19 ist besonders deutlich aus F i g. 4 ersichtlich. Er wird von
einer Feder 20 ständig in Richtung des vorderen Teils der Presse nach vorn gedrückt, wobei er, wenn der
Oberstempel 11 und der Unterstempel 12 voneinander entfernt sind, die in F i g. 4 dargestellte Stellung einnimmt,
in der er sich teilweise in die Vertiefung 23 aes Unterstempels 12 hineinerstreckt
Vom unteren Pressen tisch 13 erstreckt sich ein ortsfester Tragarm 21 horizontal nach vorn. Dieser Tragarm
21 ist auf seiner oberen Fläche in einem entsprechenden Abstand vom Unterstempel 12 mit einem Auflager
22 für den Hammerstiel versehen. Die obere Fläche des Auflagers 22 ist mit einer teilkreisförmigen
Ausnehmung versehen, auf der das untere Ende des Hammerstiels, wie in F i g. 2 und 3 dargestellt ist, aufliegt.
Wie aus F i g. 4 hervorgeht, ist die Vertiefung 23 im Unterstempel 12 in ihrer Mitte eingeschnürt und
beiderseits der Mittellinie 24, längs der die Vertiefung 23 den kleinsten Querschnitt aufweist, symmetrisch
ausgebildet Jede Vertiefungshälfte weist einen teilkreisförmigen Querschnitt auf, der von der Außenkante
der Vertiefung ausgehend in Richtung auf die Mittellinie 24 zu allmählich kleiner wird.
Die Ausbildung des Oberstempels 11 und seiner Ver-
tiefung entspricht der des Unterstempels 12, so daß, wenn der Oberstempel 11 auf dem Unterstempel 12
aufliegt, wie in F i g. 3 dargestellt ist, diese beiden Stempel zwischen sich einen einen im wesentlichen
ovalen Querschnitt aufweisenden und in seiner Mitte eingeschnürten rohrartigen Raum bilden, wobei sich
der ovale Querschnitt von den beiden Enden des rohrartigen Raums ausgehend in Richtung auf die von den
Mittellinien 24 der Vertiefungen im Ober- und im Unterstempel gebildete Mittelebene zu allmählich verkleinert.
Aus F i g. 2 und 4 ist ersichtlich, daß der Anschlag 19 sich in der Ruhestellung der Presse ungefähr bis zur
Hälfte der hinteren Hälfte in die Vertiefung 23 erstreckt.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein Stiel 25 aus Kunststofformmasse
hergestellt, dessen im Hammerkopf zu befestigendes Ende gemäß F i g. 5a ausgebildet ist. Die restliche
Länge des Stieles, die sich über den Oberstempel und den Unterstempel hinaus erstreckt, kann jede beliebige
Querschnittsform aufweisen und erforderlichenfalls als überzogener Handgriff ausgebildet sein.
Das in dem im Hammerkopf vorgesehenen Loch zu befestigende Stielende 26 ist im allgemeinen kegelstumpfförmig
ausgebildet und besitzt seinen größten Durchmesser auf der Ebene 27 und seinen kleinsten
Durchmesser an seinem Stirnende 28. Der zwischen der Ebene 27 und dem Stimende 28 befindliche Teil
kann jede beliebige Querschnittsform aufweisen. Im allgemeinen besitzt er einen ovalen Querschnitt. Der
Querschnitt des Stirnendes 28 ist wesentlich größer als der kleinste Querschnitt des sich durch den Hammerkopf
erstreckenden Loches bemessen. Der StU.-! 25 ist natürlich besonders zum Befestigen an einem Hammerkopf
geeignet, dessen Loch einen sich von beiden Seiten nach innen verjüngenden Querschnitt aufweist der
dem des von dem Oberstempel und dem Unterstempel gebildeten rohrförmigen Raums entspricht Anschließend
wird der in Fig.5a dargestellte Stiel auf die in F i g. 2 veranschaulichte Weise zwischen den Oberstempel
11 und den Unterstempel 12 der geöffneten Presse gelegt so daß das Stirnende 28 des Stiels an der
vorderen Stirnseite des Anschlags 19 anliegt und der restliche Teil des Stiels 25 auf dem Auflager 22 ruht.
Wie aus F i g. 2 bei Betrachtung des Unterstempels ersichtlich ist weist das Ende 26 des Stiels 25 einen
Querschnitt auf, der wesentlich größer als der Querschnitt des von dem Unterstempel und dem Oberstempel
zusammmen gebildeten rohrartigen Raums ist was zur Folge hat daß, wenn der Unterstempel und der
Oberstempel in die in F i g. 3 dargestellte Stellung gebracht werden, das Stielende 26 erheblich zusammengepreßt
wird, was wiederum zur Folge hat daß der in den Vertiefungen des Oberstempels und des Unter-Stempels
befindliche Kunststoff in Längsrichtung, d. h. in entgegengesetzte Richtungen zam Fließen gebracht
wird, wobei das nach hinten gerichtete Strangpressen ein Rückwärtsbewegen des Anschlags 19 gegen den
Widerstand seiner Feder 20 bewirkt
Fig.5b zeigt das verformte Stielende unmittelbar
nach dem Entfernen aus der Presse. Auf Grund des nach außen gerichteten Kunststoffflusses ist das zwischen
dem Stirnende 28 und der Ebene 27 befindliche Stielende 26 verlängert und in seinem Querschnitt wesentlich
reduziert worden. Weiterhin ist das Stielende 26 zwischen dem Stirnende 28 and der Ebene 29 mit
einer Einschnürung versehen worden, so daß es in seiner
Form der Form des rohrartigen Raums zwischen den Stempeln der geschlossenen Presse entspricht. Die
Mittelebene 30 des Stielendes in F i g. 5b entspricht dabei der Mittelebene 24 der beiden Preßstempel 11 und
12.
Der nächste Verfahrensschritt, der unmittelbar nach Entfernen des Süels aus der Presse durchgeführt wird,
findet unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs statt, das in F i g. 6 dargestellt ist und aus einem Block 31 besteht,
ίο zwischen dessen Enden sich eine flache teilzylindrische
Ausnehmung 32 erstreckt, die an jedem ihrer beiden Enden einen verstellbaren Anschlag 33 aufweist. Jeder
Anschlag 33 ist mit einem Langloch 34 versehen, durch das sich ein in den Block 31 einschraubbarer Haltebolzen
35 erstreckt, so daß die Stellung der beiden Anschläge 33 der Gesamtlänge des aufzusetzenden Hammerkopfes
angepaßt werden kann. Die Innenseite jedes Anschlags 33 ist kreisförmig und flach ausgebildet. Der
Hammerkopf wird zwischen die beiden Anschläge 33 eingespannt, deren Abstand voneinander, wie vorstehend
bereits erwähnt wurde, zwecks Anpassung an jede Hammerkopfgröße verstellbar ist.
Der in F i g. 7 dargestellte Hammerkopf 36 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und kann auf herkömmliche
Weise einstückig mit Finnen ausgebildet oder, wie in F i g. 7 dargestellt ist des Typs sein, der
erst später mit auswechselbaren Finnen 37 versehen wird.
Der Boden der flachen teilzylindrischen Ausnehmung
32 weist in seiner Mitte ein Loch 38 auf, das einen im wesentlichen ovalen Querschnitt aufweist. Der
Hammerkopf 36 wird zwischen die Anschläge 33 eingespannt so daß das Loch im Hammerkopf mit dem Loch
38 axial ausgerichtet ist. Das vordere Ende des in Fig.5b dargestellten Stiels wird dann vertikal über
den Hammerkopf gehalten, axial mit dem Loch im Hammerkopf ausgerichtet und anschließend mittels
einer Anzahl von Schlagen, die mit Hilfe eines Werkzeugs
auf das freie Ende des Stiels ausgeführt werden, durch das Loch im Hammerkopf getrieben.
Dieses gewaltsame Eintreiben des vorderen Stielendes in das Loch im Hammerkopf bewirkt eine weitere
Verformung des Kunststoffs, aus dem das Stielende gefertigt ist was zur Folge hat daß ein Teil des Kunst-Stoffs,
wie in F i g. 7 durch Strichlinien bei 39 angedeutet ist durch das Loch im Hammerkopf nach außen
dringt und von dem Loch 38 im Boden der im Block 31 befindlichen Ausnehmung 32 aufgenommen wird. Abschließend
wird der nach außen gedrungene Kunststoffteil 39, der in F i g. 7 bei 40 angedeutet ist leicht
abgeplattet Dieses Abplatten kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, daß der Hammer am Stiel
mit seinem Hammerkopf nach unten gehalten und ein paarmal kräftig auf eine feste Unterlage aufgeschlagen
wird
Wenn ein Hammer hergestellt werden soll bei dem das sich durch den Hammerkopf erstreckende' Loch
parallele Seiten aufweist, sind die Vertiefungen in den Stempeln 11 und 12 ebenfalls teilzylindrisch ausgebildet
besitzen aber parallele Seiten. Der anfänglich vorgeformte Stiel weist ein Ende auf, das zylindrisch ausgebildet
ist und einen gegenüber dem Querschnitt des sich durch den Hammerkopf erstreckenden Loches we-,
sentlich vergrößerten Querschnitt besitzt Durch das Zusammendrücken dieses Stielendes wird dessen Querschnitt
reduziert and auf Grand der Strangpressling des Kunststoffs das Stielende zusätzlich verlängert wobei
der reduzierte Querschnitt des Stielendes immer noch
etwas größer als der des sich durch den Hammerkopf erstreckenden Loches bemessen ist, so daß dieses einen
reduzierten Querschnitt aufweisende Stielende auf die bereits beschriebene Weise und mit Hilfe des in F i g. 6
verwendeten Werkzeugs in den Hammerkopf getrieben werden kann. Um eine zusätzliche Sicherheit bei
der Herstellung einer stabilen mechanischen Keilverbindung zwischen Hammerstiel und Hammerkopf ;
schaffen, wird die Lochwandung des in F i g. 7 darg stellten Hammerkopfes mit ringförmigen NutE
und/oder mit Vorsprüngen versehen, so daß, nachde das Stielende durch das Loch getrieben wurde, sich di
Kunststoff in den Nuten festsetzt und von den Vo Sprüngen zurückgehalten wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
ivr im ids ■rkicn.
Claims (7)
1. Verfahren zum Befestigen eines Stieles aus Kunststoff in einem Hammerkopf, bei welchem der
in den Kopf einzupassende, im Ausgangszustand einen größeren Querschnitt als das Hammerkopfloch
aufweisende Endabschnitt des Stieles unter Verkleinerung des Querschnittes zusammengepreßt
und dann in das Loch eingepaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der im Ausgangszustand
mit Bezug auf das Hammerkopfloch übergroße Endabschnitt (26) des Stieles bei Raumtemperatur
einer kurzzeitigen zusammenpressenden Belastung und Entlastung unter Verkleinerung seiner
Querschnittsfläche unterworfen und anschließend der so im Querschnitt verkleinerte Endabschnitt unverzüglich
in das Loch des Hammerkopfes (36) eingepaßt wird
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet daß der größte Querschnitt des Stielendes
(26) nach dem Zusammenpressen etwas größer als der kleinste Querschnitt des sich durch den Hammerkopf
(36) erstreckenen Loches ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das sich durch den Hammerkopf (36)
erstreckende Loch eingeschnürt und das Stielende nach erfolgtem Zusammenpressen ebenfalls eingeschnürt
ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiel (25.) vor dem Zusammenpressen
ein kegelstumpfförmiges Ende (26) aufweist, dessen kleinster Querschnitt sich an dessen Stirnende
(28) befindet.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Stielende (26) nach erfolgtem Zusammenpressen
unter Anwendung einer Axialkraft in das im Hammerkopf (36) befindliche Loch getrieben
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Stielende in das im Hammerkopf
befindliche Loch getrieben wird, ein Teil (39) des Kunststoffs, aus dem das Stielende besteht,
aus dem im Hammerkopf befindlichen Loch nach außen dringt und anschließend durch Anwendung 4;.
von Axialkraft reduziert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenpressen des Stielendes
(26) mittels sich in entgegengesetzte Richtungen aufeinander zu bewegender zusammenarbeitender
Preßstempel (11,12) bewerkstelligt wird.
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