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Gerätestiel, insbesondere Stiel für Gabeln, Schaufeln, Hacken
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o.dgl.
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Die Erfindung betrifft einen Gerätestiel, insbesondere einen Stiel
für Gabeln, Schaufeln, Hacken-o.dgl., der aus einer glasfaserverstärkten Kunststoffhülle
und einem Kern aus leichterem Material besteht.
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Es ist bekannt (DE-Gbm 72 01 409, DBP 17 79 336), für die Stiele für
Haushaltsgeräte o.dgl. Kunststoffrohre, z.B. aus glasfaserverstärktem Polyester,
Polystyrol oder Mzchpolymerisate vorzusehen, deren Inneres mit einem Hartschaum
aus Kunststoff, z.B.
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mit Polyurethanschaum ausgefüllt ist. Solche Gerätestiele weisen den
Vorteil- auf, daß sie gegenüber Stielen aus Eschen- oder Buchenholz wesentlich leichter
sind und auch billiger hergestellt werden können. Es hat sich jedoch gezeigt, daß
der Beanspruchbarkeit solcher Stiele Grenzen gesetzt sind, weil diese bekannten
Bauarten nicht für eine maximale Beanspruchungsrichtung ausgelegt sind.
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Abhilfe kann nur dadurch geschaffen werden, daß die Wandstärke des
Kunststoffrohres erhöht wird, was zu einem Mehraufwand an Material und zu einem
höheren Gewicht des Gerätestieles führt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gerätestiel
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß seine Belastbarkeit ohne zusätzlichen
Materialaufwand und ohne Gewichtserhöhung wesentlich größer wird.
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Ausgehend von der Erkenntnis, daß Gerätestiele für Hacken, Schaufeln,
Gabeln oder Spaten in der Regel nur in einer Richtung maximal beansprucht werden,
besteht die Erfindung darin, daß die Kunststoffhülle eine ovale Außenform besitzt
und im Bereich der kleineren Krümmungsradien eine größere Wandstärke als im Bereich
der größeren Krümmungsradien aufweist. Durch diese Ausgestaltung wird schon allein
aufgrund des größeren Trägheitsmomentes in der einen Richtung, nämlich in der der
größeren Abmessung des Ovals, eine Verstärkung erreicht, die noch dadurch weiter
ausgebaut wird, daß die Wandstärken im Bereich dieser Vorzugsrichtung vergrößert
werden. Stiele dieser Art sind dann für eine maximale Beanspruchungsrichtung ausgelegt
und können trotz niederem Gewicht und trotz geringem Materialverbrauch erheblichen
Belastungen in dieser Richtung unterworfen werden.
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Zweckmäßig ist es, wenn die Kunststoffhülle eine symmetrisch aufgebaute
Ovalform und die größte Wandstärke an den beiden diametral gegenüberliegenden Scheitelpunkten
besitzt, die auf der Trägheits- und Symmetrieachse liegen, mit der die größere Profilabmessung
zusammenfällt. Dadurch wird eine handliche Ausgestaltung möglich.
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Eine entscheidende Verbesserung eines so aufgebauten Stieles, kann
nach einem weiteren Merkmal dadurch erreicht werden, daß der Kern aus Bereichen
verschiedener Raumgewichte und Dichten besteht, wobei die Dichte und das Raumgewicht
der Bereiche zum Zentrum des Kernes hin jeweils abnimmt. Mit dieser Ausgestaltung
wird es möglich, eine verhältnismäßig hohe Belastbarkeit des neuen Stieles auch
in der Richtung zu erreichen, die nicht
der auf Maximalbelastung
ausgelegten Richtung entspricht und es wird gleichzeitig möglich, das Gewicht des
neuen Stieles so gering als möglich zu halten. Dabei läßt sich diese Ausführung
vorteilhaft dadurch gewinnen, daß der Kern aus mehreren ineinander gesteckten Rohren
aus Material verschiedener Dichte und Gewichtes besteht. Der so aus zusammengesteckten
Rohren aufgebaute Kern wird dann mit der Kunststoffhülle mit verschiedener Wandstärke
versehen.
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Es ist aber auch möglich, den Kern aus Polyurethanschaum herzustellen,
der vor der Umhüllung mit der Kunststoffhülle in einer Form temperaturgesteuert
ausgehärtet worden ist und dessen Dichte und Gewicht bei diesem Herstellvorgang
vom Zentrum des Kerns aus nach außen zunimmt. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil
einer sehr einfachen Herstellung des Kernes auf, der inhomogen aufgebaut ist und
in nahezu idealer Weise den Forderungen an Belastbarkeit eines Stieles entspricht,
wenn er im Inneren eitrin der vorher geschilderten Weise mit verschiedener Wandstärke
versehenen Kunststoffhülle sitzt.
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Dabei kann die Dichte des Polyurethankernes an seiner Außenfläche
wesenilidi größer als im Zentrum sein. Der so hergestellte Kern kann ebenso wie
der vorher geschilderte, aus ineinandergesteckten Rohren aufgebaute Kern mit einer
Eunststoffhülle in bekannter Weise (DE-PS 17 79 336) versehen werden, wobei der
Vorteil erreicht wird, das ein kontinuierliches Herstellungsverfahren möglich wird,
obwohl hinsichtlich der Formgebung des Kernes und der äußeren Kunststoffhülle keine
Einschränkungen gegeben sind. Vorteilhaft kann auch noch vorgesehen werden, daß
der Anteil der Glasfasern der kunststoffverstärkten Kunststoffhülle im Bereich der
kleineren Erümmungsradien des Umfanges der Kunststoffhülle größer als in den übrigen
Bereichen ist, so daß auch dadurch noch eine weitere Verstärkung des Stieles in
seiner Hauptbeanspruchungsrichtung erreicht werden kann.
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Der neue Geräte stiel ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine
perspektivische Ansicht eines neuen Gerätestieles mit einer abgenommenen Endkappe,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gerätestiel der Fig. 1 im vergrößertem Maßstab
in einer ersten Ausführungsform und Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich Fig. 2, jedoch
in einer anderen Ausführungsform.
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In der Fig. 1 ist ein Gerätestiel 1 gezeigt, der an seinem linken
Ende la in nicht näher dargestellter Weise mit einer iPülle zum Ansetzen einer Gabel,
einer Schaufel, einer Hacke, eines Spatens o.dgl. versehen sein kann oder mit diesem
Ende in eine entsprechende Befestigungsvorrichtung eingesetzt wird.
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Das andere, das Griffende des Stieles 1 kann mit einer Eunststoffkappe
2 abgedeckt werden. Der Geräte stiel 1 selbst besteht aus einer äußeren Kunststoffhülle
3, die mit einem Kern 4 aus einem anderen vorzugsweise leichteren Material versehen
ist. Die Kunststoffhülle 3 ist mit Glasfaser- oder Metallsträngen oder -geweben
in bekannter Weise verstärkt. Der in der Fig. 1 gezeigte Stiel 1 ist in einem kontinuierlichen
Verfahren hergestellt, bei dem ein vorgefertigter Kern 4 anschließend mit einer
Glasfaser Kunststoff-Schicht ummantelt wird. Der so gebildete Strang wird dann auf
länge geschnitten.
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Wie aus dem in der Fig. 2 gezeigten Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles
hervorgeht, weist die Kunststoffhülle 3 eine symmetrisch zu den beiden senkrecht
aufeinanderstehenden Achsen 5 und 6 aufgebaute Außenkontur 7 und eine ebenfalls
symmetrische
innere lichte Weite 8 auftdie gleichfalls von Ovalform ist. Das Verhältnis der Abmessung
a1 vom Zentrum 9 zum Scheitelpunkt 10 des Stieles hinzu der Breite b1 vom Zentrum
9 bis zum Scheitelpunkt 11 hin, ist å jedoch wesentlich größer als das Verhältnis
zwischen den Abmessungen a2 zu b2 für die innere lichte Öffnung 8 der Hülse 3. Dadurch
erhält die Hülse 3 im Bereich des Scheitelpunktes 10 mit den kleinsten Krümmungsradien
der ovalen Außenform 7 eine größere Wandstärke c als im Bereich der Scheitelpunkte
11 mit den größeren Krümmungsradien. Diese Ausgestaltung führt daher zu einer wesentlich
höheren Belastbarkeit des Stieles 1 in Richtung der Achse 5, in der neben der größeren
Wandstärke c auch noch die größere Gesamtabmessung 2 x a1 vorliegt.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist der Kern 4 aus mehreren ineinandergesteckten
Rohren 12, 13 und 14 aufgebaut, die äeweils eine zu der lichten Weite 8 der Hülle
3 ähnliche Form aufweisenund die jeweils gleiche Wandstärke besitzen. Die Rohre
12, 13 und 14 sind aber aus Material mit verschiedenem Raumgewicht und verschiedener
Dichte aufgebaut, wobei die Dichten und die Raumgewichte so gewählt sind, daß das
Rohr 12, das unmittelbar an die Hülle 3 angrenzt, die größte Dichte und das größte
Raumgewicht und damit auch die größte Stabilität aufweist, während das innere Rohr
14 die geringste Dichte und die geringste Stabilität besitzt. Innerhalb des Rohres
14 kann sich ein Hohlraum befinden, der aber auch noch durch einen entsprechend
eingeschobenen Kern ersetzt werden kann, der wiederum leichter als das Material
ist, aus dem das Rohr 14 besteht. Durch diese Ausgestaltung ergeben sich im Kern
Bereiche verschiedener Festigkeit, die vom Zentrum 9 aus nach außen hin bis zur
Hülse 3 zunehmen. Auch die Festigkeit des Kerns nimmt daher von innen nach außen
zu und besitzt unmittelbar angrenzend an die Hülle 3 ihren höchsten Wert. Durch
diese Ausgestaltung wird auch bei einer Belastung in Richtung der Achse 6 ein sehr
stabiler Stiel geschaffen, der sich durch
hohe Kerbfestigkeit und
dadurch hohe Schlagfestigkeit auch in den Richtungen auszeichnet, die nicht der
Hauptbeanspruch-ungsrichtung entsprechen, die in der Achse 5 verläuft.
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Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die äußere Kunststoffhülle
3 in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 aufgebaut. Hier ist
jedoch noch vorgesehen, daß die Glasfaserverstärkung,die in Längsrichtung des Stieles
1 verläuft, in den Bereic¢=der Scheitelpunkte 10 dichter angeordnet ist als in den
übrigen Bereichen. So sind beispielsweise im Bereich der Achse 5 drei übereinanderliegende
Glasfaserstränge 15 vorgesehen, während in den angrenzenden Bereichen nur zwei Glasfaserstränge
und im Bereich der Scheitelpunkte 11 nur jeweils ein Glasfaserstrang angeordnet
ist. Selbstverständlich können auch mehrere Glasfaserstränge vorgesehen sein oder
entsprechende Gewebeverstärkungen; die hier gezeigten Glasfaserstränge 15 und deren
Anzahl wurde nur der Deutlichkeit gewählt.
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Lurch diese ungleiche Verteilung der Glasfaserverstärkung wird noch
eine zusätzliche Verstärkung des Stieles in der Hauptbeanspruchungsrichtung erreicht,
die in Richtung der Achse 5 liegt.
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Der Kern 4 des Stieles 1 in der Ausführungsform der Fig. 3 ist ausschließlich
aus einem Hart-schaum gebildet, der jedoch einen inhomogenen Aufbau besitzt, dessen
Dichte und Festigkeit vom Zentrum 9 aus nach außen bis zu der inneren lichten Weite
8 der Kunststoffhülle 3 zunimmt. Das wird in sehr einfacher Weise dadurch erreicht,
das der Kern 4 vor der Umhüllung mit der Kunststoffhülle 3 in. an sich bekannter
Weise in einer Form ausgeschäumt wird und dann in dieser Form gesteuert abgekühlt
wird.
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Dabei verdichtet sich der Polyurethanschaum in den Außenbereichen,
die näher an der abgekühlten Form liegen, mehr als im Inneren und es entsteht das
durch Punktierung angedeutete Gefüge des Polyurethanschaumes, das außen dichter
und damit fester als im Zentrum 9 ist. Dieser Kern 4 kann beispielsweise in einem
durchlaufenden
Verfahren mit der Kunststoffhülle 3 versehen werden,
wobei die Glasfaserverstärkungen 15 in der in Fig. 3 angedeuteten Weise ungleich
in der Hülle verlegt werden und die Hülle 3 selbst mit ungleicher Wandstärke versehen
wird. Der so gebildete Stiel zeichnet sich durch ein extrem leichtes Gewicht bei
großer Beanspruchbarkeit aus.
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