DE2346484C3 - Verfahren zum Befestigen eines Stieles aus Kunststoff in einem Hammerkopf - Google Patents

Description

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 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 eingeschnürt 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 aufweisen. Es kann sich auch von einem Ende zum anderen hin verjüngen.

Das bis heute in der Regel angewendete Verfahren zur Befestigung von Kunststoffstielen in dem Loch eines Hammerkopfes entspricht weitgehend dem Verfahren, das seit langem überwiegend bei der Befestigung von hölzernen Stielen angewendet wird. Das heißt, ein Keil oder Keile wild bzw. werden in den Endabschnitt eines Kunststoffstieles eingetrieben, nachdem dieser in den Hammerkopf eingepaßt ist Die Nachteile dieses bekannten Verfahrens sind die, daß der Keil oder die Keile sich nach einer gewissen Gebrauchszeit losarbeiten, wodurch der Verspannungseffekt zwischen dem Stiel und dem Hammerkopf aufgehoben wird und der Hammerkopf sich dann sehr leicht von dem Stiel 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 Stange 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. Schließ-

lieh 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 Erwärmungs- und 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 Hammerkopflocii 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 Befestiger eines Stieles aus Kunststoff in einem Hammerkopl macht sich eine besondere Eigenschaft von Kunststoff materialien zunutze, insbesondere solcher Kunststoffe wie Polyäthylen, Polypropylen oder beispielsweise

Acrylnitrilbutadienstyroi. Diesen Kunststoffen ist eine Besonderheit zu eigen, die in der Fachwelt »memory effect« bezeichnet wird und eine nachverformende Ge Staltänderung von Fertigerzeugnissen im Sinne eine;

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 <n dem Kunststoff wieder verloren und das Materal kehrt allmählich in seine ursprüngliche Form zurück. Wenn jedoch eine Belastung über einen längeren Zeitraum ausgeübt und ttann weggenommen wird, so kann die. elastische Wiederherstellung nicht wieder vollständig erfolgen and der Kunststoff wird eine bleibende restliche Verformung behalten, d. h_n er wird nicht vollständig in seine ursprüngliche Gestalt 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 gewährleistet, 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 dem 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. Erfindungsgen.äß kann der Stiel aber auch vor dem Zusammenpressen 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 /or 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.

Ein anderer vorteilhafter VerfahrensschnU 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 Hammerkopf 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,

F i g. 3 eine der F i g. 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 Stieis im Hammerkopf und

F i g. 7 eine Teilansicht eines fertigen Hammers. Fig. t, 2 und 3 zeigen eine Vorrichtung, die eine Presse aufweist, welche aus emem auf- und abbewegbaren, einen Oberstempel 11 tragenden oberen Pressenlisch 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 des Unterstempels 12 hineinerstreckt.

Vom unteren Pressentisch 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 irr Unterstempel 12 in ihrer Mitte eingeschnürt unc beiderseits der Mittellinie 24, längs der die Vertiefung 23 den kleinsten Querschnitt aufweist, symmetrise! ausgebildet. Jede Vertiefungshälfte weist einen teil kreisförmigen Querschnitt auf, der von der Außenkanti der Vertiefung ausgehend in Richtung auf die Mittelli nie 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 Stirnende 28 befindliche Teil kann jede beliebige Querschnittsform aufweisen. Jm 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 Stiel 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 Unterstempels befindliche Kunststoff in Längsrichtung, d. h. in entgegengesetzte Richtungen zum 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 und 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 Il und 12.

Der nächste Verfahrensschritt, der unmittelbar nach Entfernen des Stiels 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 leiehl abgeplattet Dieses Abplatten kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, daß der Hammer am Stiel mit seinem Hammerkopf nach unten gehalten und eüi paarmal kräftig auf eine feste Unterlage aufgeschlager wird.

Wenn ein Hammer hergestellt werden soll bei den das sich durch den Hammerkopf erstreckende Locl par*!!ele Seiten aufweist, sind die Vertiefungen in dei Stempein 11 und 12 ebenfalls teilzylindrisch ausgebil det besitzen aber parallele Seiten. Der anfänglich vor geformte Stiel weist ein Ende auf, das zylindrisch aus gebildet ist und einen gegenüber dem Querschnitt de sich durch den Hammerkopf erstreckenden Loches we sentlich vergrößerten Querschnitt besitzt Durch da Zusammendrücken dieses Stielendes wird dessen Quei schniit reduziert und auf Grund der Strangpressung de Kunststoffs das Stielende zusätzlich verlängert, wob« der reduzierte Querschnitt des Stielendes immer noc

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 Keilver-

bindung zwischen Hammerstiel und Hammerkopf ζ schaffen, wird die Lochwandung des in F i g. 7 darg< stellten Hammerkopfes mit ringförmigen Nute und/oder mit Vorsprüngen versehen, so daß, nachdei das Stielende durch das Loch getrieben wurde, sich d< Kunststoff in den Nuten festsetzt und von den Vo Sprüngen zurückgehalten wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

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) aes Stieles bei Raumtemperatur einer kurzzeitigen zusammenpressenden Belastung und Entlastung unter Verkleinerung seiner Querschnittsfläche unterworfen and anschließend der so an Querschnitt verkleinerte Endabschnitt unverzüglich in das Loch des Hammerkopfes (36) eingepaßt wird

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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 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.