DE3122815C2

DE3122815C2 - Werkzeugstiel für ein aus Werkzeugkopf und Werkzeugstiel bestehendes Schlag- oder Stoßwerkzeug, insbesondere für einen Hammer

Info

Publication number: DE3122815C2
Application number: DE3122815A
Authority: DE
Inventors: Vincent Joseph Westwood N.J. Tudisco
Original assignee: CREATIVE TOOLS Inc BENNINGTON VT US
Current assignee: CREATIVE TOOLS Inc BENNINGTON VT US
Priority date: 1980-06-09
Filing date: 1981-06-09
Publication date: 1983-12-01
Also published as: IT1144600B; IT8167781A0; GB2077175A; CA1177365A; US4331193A; DE3122815A1; AU7133281A; JPS599314B2; SE8103259L; GB2077175B; JPS5727679A; FR2483835A1

Abstract

Werkzeug-, insbesondere Hammerstiel, bestehend aus einem länglichen, eine geschlossene Kontur in Form eines Rahmens bildenden Streifens aus Federstahl, und einem den Rahmen umschließenden Stielkörper, der im Spritzgußverfahren hergestellt ist. Die geschlossene Kontur ist an einer Stelle auf der in Bewegungsrichtung vorne liegenden Seite unterbrochen. Die hierdurch gebildeten freien Enden stützen sich aneinander ab, wodurch ein Durchbiegen des Hammerstiels in der einen Richtung, z.B. bei Verwendung der Klaue des Werkzeugkopfes, verhindert ist, während sie bei Beanspruchung in der anderen Richtung auseinandergehen können, so daß sich der Hammerstiel in dieser Richtung durchbiegen kann, wodurch die Stoßbeanspruchung beim Gebrauch des Hammers gedämpft wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugstiel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie er beispielsweise durch die prioritätsältere DE-OS 30 25 997 vorgeschlagen worden ist.

Gegenüber z. B. aus Hickory gefertigten Hammerstielen haben die aus mit Einlagen verstärkten Kunststoffen gefertigten Hammerstiele den Vorteil, daß ihre Nachgiebigkeit in Schlagrichtung unterschiedlich zu der entgegen der Schlagrichtung gestaltet werden kann was für den Benutzer vorteilhaft ist, da dadurch die Stoßübertragung auf die Hand wesentlich verringert wird.

Nachgiebig gegenüber Schlägen reagierende Hammerstiele sind aber dann nachteilig, wenn der Hammer z. B. als Nagelziehgerät benutzt wird.

Diesen Nachteil sollen die Einlagen beim eingangs genannten Hammerstiel dadurch vermeiden, daß die in Schlagrichtung vordere Einlage lose, die in Schlagrichtung hinten liegende Einlage fest mit dem Hammerstiel verbunden ist Zwar wird durch die feste hintere Einlage verhindert, daß der Hammerstiel bei seiner Benutzung als Nagelziehgerät sich übermäßig durchbiegt. Jedoch ist diese Biegesteifigkeit auch bei der normalen Benutzung als Hammer vorhanden, da die vordere Einlage infolge des losen Einlegens lediglich schwingungsdämpfend wirksam werden kann. Eine solche Dämpfung ist auch aufgrund der Stielkonstruktion ίο erforderlich, da dort anstelle eines integralen Stieles eine Vielzahl von auf den Einlagen aufgefädelte und von diesen zusammengehaltene Scheiben den Stiel bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten aus durch Einlagen verstärktem Kunststoff bestehenden Werkzeugstiele dahingehend zu verbessern, daß sie trotz einfacher konstruktiver Gestaltung stoßaufnehmend und lediglich in einer Arbeitsrichtung nachgebend ausgebildet sind, ohne aber dabei die Nachteile bekannter Ausführungen aufzuweisen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitete Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung stellt eine wesentliche Bereicherung der Technik dar, da sie es ermöglicht, ein^n Werkzeugstiel konstruktiv einfacher und leichter herzustellen, der in einer Richtung nachgiebig ausgebildet ist. Der Stiel ist ohne Hohlräume quasi massiv ausgebildet. Ferner können die auf der Außenseite liegenden Stielflächen aus einem verhältnismäßig zusammendrückbaren und nachgiebigen Material hergestellt werden, das bei übermäßigen Schlagen weniger leicht bricht oder springt als die herkömmlichen, kaum nachgiebigen Werkstoffe bekannter Werkzeugstiele. Dies wird durch den Formrahmen aus einem einzigen Metallstreifen, dessen Enden beweglich miteinander verbunden sind und die die Beweglichkeit des vorderen Rahmenteils, in dem umhüllenden Spritz- oder Formkörper erreicht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung zweier Ausführungsbeispiele von Hammerstielen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Hammerstiels;

Fig.2 eine perspektivische Darstellung eines einen Teil des Hammerstiels bildenden Formrahmens,

Fig.3 einen Schnitt des Hammerstieles entlang der Linie 3-3 aus F i g. 1;

F i g. 4 eine Explosivdarstellung des Bereiches, in dem der Formrahmen unterbrochen ist,

F i g. 5 eine Seitenansicht des Formrahmens in seiner Wirkstellung, wobei Kopf und Griffende des Hammerstieles teilweise gestrichelt gezeigt sind;

F i g. 6 einen F i g. 3 entsprechenden Schnitt einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hammerstieles.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht ein Hammerstiel aus einem in F i g. 2 gezeigten biegsamen Formrahmen 25 aus Stahl, der in einen aus Polyester bestehenden Stielkörper 22 gemäß Fig. 1 und 3 eingebettet ist Der Rahmen ist bis auf eine Stelle im Bereich der Stirnseite des Griffes einstückig ausgeführt. An dieser Verbindungsstelle, die in Fig.4 dargestellt ist, stößt eine Schulter 32 gegen ein am Rahmenteil 24 ausgebildetes Widerlager, so daß ein Durchbiegen des Rahmens in einer Richtung vermieden, in der anderen Richtung aber möglich ist, wodurch der Druck beim Aufschlag gedämpft wird, wobei gleichzeitig die erforderliche

Steifigkeit in der anderen Richtung gewährleistet ist damit das Schlagwerkzeug seiner Bestimmung entsprechend wirkungsvoll eingesetzt werden kann.

Der in F ig. 1 dargestellte Hammerstiel -veist einen gepreßten Stielkörper 22 auf. Wie der gestrichelt gezeigte Hammerkopf 10 zeigt, liegt der Stielkörper 22 in üblicher Weise in der Werkzeugöffnung im Hammerkopf.

In Längsrichtung des Hammerstiels oder des Stielkörpers 22 ist am Hammerkopf eine Schraube 16 vorgesehen, die in eine Bohrung an der oberen Stirnseite 14 des Rahmens eingreift Die Bohrung im Stielkörper 22 zur Aufnahme der Schraube 16 sollte vorzugsweise einen etwas geringeren Querschnitt als die Schraube 16 haben, so daß beim" Einschrauben die Wandungen der Bohrungen gegen die Aufnahme im Werkzeugkopf gepreßt werden und somit der Werkzeugstiel kraftschlüssig mit dem Werkzeugkopf verbunden ist. Eine derartige Anordnung ist in einer früheren Anmeldung der Anmelderin über eine Keilverbindung für ein Schlagwerkzeug näher beschrieben. Die darin beschriebene Methode zur Befestigung eines Schlagwerkzeuges, insbesondere eines Hammers, an einem Stiel ist für den erfindungsgemäß ausgebildeten Stiel ebenfalls sehr vorteilhaft doch sind auch andere Befestigungsarten im Rahmen der Erfindung möglich.

Nachstehend sei der Formrahmen aus Federstahl anhand der F i g. 2 im einzelnen beschrieben, der in F i g. 1 an seinen beiden Stirnseiten, der oberen Stirnseite 14 und der unteren Stirnseite 24 aufgebrochen dargestellt ist. Der Formrahmen 25 bildet eine in der Längsebene des Griffes und in Bewegungsrichtung des Hammers im wesentlichen geschlossene, ein langgestrecktes Rechteck bildende Form. Das Rechteck besteht aus einer in Bewegungsrichtung vorderen also führenden Längsseite 28 und einer hinteren, also nacheilenden Längsseite 30. Die hammerseitige Querverbindung trägt das Bezugszeichen 14 und die gegenüberliegende Querverbindung das Bezugszeichen 24. Im oberen Steg 14 ist die Gewindebohrung für die Schraube 16 (F i g. 1) vorgesehen.

Die F i g. 2 zeigt ferner, daß die vordere Längsseite 28 an ihrem freien Ende in eine Nase 34 übergeht, die in einen Schlitz 36 am unteren Steg 24 eingreift. Die F i g. 4 zeigt im einzelnen die Unterbrechung in dem sonst einstückigen Formrahmen. An der Übergangsstelle zwischen Längsseite 28 sind zu beiden Seiten der Nase 34 je eine Schulter 32 gebildet. Die Schultern 32 stützen sich an einem einwärts gebogenen Teil 38 des unteren Steges 24 ab, in dem auch der die Nase 24 aufnehmende ⁵ⁿ Schlitz 36 vorgesehen ist. Der Stegteil 38 ist an seinem freien Ende parallel zur benachbarten Längsseite 28 des Formrahmens nach oben umgebogen, so daß ein Anschlag 37 entsteht, der eine Bewegung der Längsseite 28 nach außen begrenzt.

Das Stahlband des Formrahmens 25 ist, wie Fig.3 zeigt, wesentlich breiter als dick. Durch die Breite erhöht sich die Biegefestigkeit quer zur senkrechten Rahmenebene. Darüber hinaus ermöglicht aiese Ausbildung daß sich auf der Vorder- und Rückseite des Stieles, wo bekanntlich Ausdehnung und Kompression am stärksten sind und folglich eine besonders große Festigkeit erforderlich ist, das Material konzentriert. Ein weiterer Vorteil ist erfindungsgemäß gegeben, wenn die Stahlbänder des Formrahmens in der in Fig. dargestellten alternativen Ausführungsform gebogen sind. Die beiden langen Rechteckseiten, die vordere 40 und die hintere 42 sind beide in der gleichen Richtung gekrümmt so daß hierdurch die Biegefestigkeit des Stieles beim Einsatz des Hammers erhöht wird.

Beim Verbiegen des Stahlbandes in die in Fig.2 dargestellte Form wirken die Nase 34, der Schlitz 36 und die Anschläge 37 derart zusammen, daß der Formrahmen die einmal eingenommene Form beibehält Der Formrahmen wird nun einer Wärmebehandlung unterzogen, so daß die Spannungen im Rahmen so weit abgebaut werden, daß man ohne die mechanische Unterstützung durch Nase, Schlitz und Anschläge auskommen könnte. Es hat sich jedoch als günstig erwiesen, nicht auf diese Mittel zu verzichten, da ihre Entfernung einen weiteren Arbeitsgang bedeutet und sie überdies von Nutzen sein können, wenn die Spannungen im Formrahmen nicht im gewünschten Maße abgebaut wurden. Nach der Wärmebehandlung des Formrahmens wird dieser in eine Form eingelegt und der Stiel 22 wird in geeigneter Weise aus einem geeigneten Kunststoff-Material gespritzt oder gegossen.

Der für die Formrahmen verwendete Federstahl muß ausreichend fest und ermüdungsfrei sein, um den häufig auftretenden Biegebeanspruchungen standzuhalten. Hierfür geeignet ist SAE 8650 Ni/Cr/Mo-Stahl; Versuche haben ferner die Eignung von SAE 1070 vergütetem Stahl bei einem Band von 11,113 mm Breite und ca. 2 mm Dicke in einem 6809-Hammer gezeigt. Der Stahl des Formrahmens wird vorzugsweise nach den Herstellerspezifikationen erst einer Wärmebehandlung unterzogen, wenn die gezeigte Rahmenform hergestellt ist.

Die Formrahmen für kleinere Hammer können eine Dicke von ca. 1,7 mm und für Vorschlaghammer von ca. 3 mm aufweisen. Andere Dicken des Stahlbandes sind ebenfalls möglich, wodurch sich die Biegeeigenschaften entsprechend ändern.

Der Formrahmen kann auch aus einem Syntheseharz mit ähnlichen Eigenschaften bestehen, wie Polyamiden, Polycarbonaten oder faserverstärkten Kunststoffen, wie Polyestern; Kombinationen verschiedener Werkstoffe sind ebenfalls möglich.

Der flexible Stielkörper 22 ist aus einem Syntheseharzelastomer gefertigt, das eine hohe Reißfestigkeit aufweist, das gegen Öl und chemische Stoffe beständig ist, und auch bei niedrigen Temperaturen einen ausreichenden Elastizitätsmodul aufweist; ferner ist es verschleißfest. Der Stiel muß etwa gleichbleibende Eigenschaften bei Temperaturen zwischen —20°C und + 8O⁰C, sogar bis +90"C haben. Der Werkstoff sollte einen Härtegrad von 40 bis 72 D gemäß ASIM D-2240 aufweisen, vorzugsweise etwa 45 bis 60. Die beim Verfahren ASIM D-638 geforderte Zugfestigkeit beträgt etwa 250 bis 415 N/mm² (3600 bis 6000 psi). Der Ε-Modul nach ASIM D-790 sollte 0,5 bis 5200 N/mm² (7 bis 75 000 psi), vorzugsweise etwa 1,7 bis 3500 N/mm² (25 bis 50 000 psi), betragen. Der Werkstoff muß ferner stoßfest sein und eine hohe Kerbschlagzähigkeit von etwa 80 bis 160 J/m (15 bis 30 ft : lbs/in) nach ASIM D-256 (A) aufweisen.

Unter den vorhandenen Kunstharzen finden sich die geforderten Eigenschaften vorzugsweise bei Siliconharzen, gefüllten Elastomeren, wie Polyisopren, und polyurethankautschukmodifizierten Thermoplasten, wie /.3S- und Vinylpolymeren, sowie thermoplastischen Polyesterelastomeren. Bei Versuchen erwiesen sich thermoplastische Polyeslerelastomere, beispielsweise das unter dem Namen HYTREL 5556 und 6346 von Dupont erhältliche Elastomer, am günstigsten.

Der Formrahmen 25 ist in der Form für die Herstellung des Stielkörpers so zu fixieren, daß er im Endprodukt die gewünschte Lage einnimmt. Die Anordnung des Formrahmens im Stiel gemäß F i g. 1 hat den Vorteil, daß die Bohrung für die Schraube 16 bei der Herstellung des Stielkörpers der Aufnahme eines Positionierungsstiftes dient, der den Rahmen in der Form fixiert. Die Nase 34 kann ebenfalls für die Fixierung des Rahmens in der Form herangezogen werden. Nach dem Ausgießen ist der Formrahmen mit |₀ Ausnahme der durch die Hilfsmittel zur Positionierung gebildeten Hohlräume vollständig vom Stielkörper 22 umgeben. Weitere öffnungen im Stielkörper können vorgesehen sein, sofern darauf geachtet wird, daß in jedem Fall der Formrahmen 25 so weit umschlossen ist, ^ daß er jede Verformung des Stieles 22 bei seinem Gebrauch mitmachen kann.

Wie Fig. 1 zeigt, ist im Stielkörper 22 auf der Oberseite eine Vertiefung 20 vorgesehen, die in F i g. 3 im einzelnen dargestellt ist. Der Stielkörper weist an dieser Stelle einen kleineren Querschnitt auf, so daß in diesem Bereich die größte Durchbiegung erfolgt. Zwecks Materialersparnis ist ferner denkbar, die Vertiefung auch in den unteren Stielteil verlaufen zu lassen, also in den eigentlichen Griffbereich. Hier ₂s bestünde die Möglichkeit, auf den gepreßten Körper 22 einen zweckentsprechend ausgebildeten, handlichen Griff aufzusetzen.

Beim Gebrauch wird der Hammer in üblicher Weise auf ein Werkstück geschlagen, so daß sich als Folge des Schlages der Hammerstiel durchzubiegen versucht. Diese Biegebeanspruchung führt zu einer Dehnung des Stielkörpers 22 an der Vorderseite-und/oder zur Kompression am Hinteren Ende. Da der Formrahmen 25 im Stielkörper 22 vollständig eingebettet ist, werden bei einer Dehnung des (führenden) Vorderteiles des Formrahmens die angrenzenden Enden der Stege 14 und 24 voneinander wegbewegt. Diese Bewegung ist, wie F i g. 5 zeigt, möglich, weil das Vorderteil im Bereich des freien Endes des Stielkörpers unterbrochen ist, so daß die Schulter 32 des Vorderteiles sich vom Widerlager 38 des Steges 24 abheben kann.

Bei Kompression des hinteren (nachlaufenden) Teiles des Formrahmens bewegen sich die zugeordneten Enden der Stege 14 und 24 aufeinander zu; eine solche Bewegung wird aber durch die Rahmenlängsseite 30 verhindert. Die dem Vorderteil zugeordneten Stegenden 14 und 24 können sich dennoch auseinanderbewegen, und der Hammer gibt folglich etwas nach, wodurch die Stoßbelastung auf den Benutzer gedämpft wird.

Da Stielkörper 22 und Formrahmen 25 elastisch verformbar sind, nehmen sie ihre Ausgangslage rasch wieder ein, in der die Schulter 32 am Stegteil 38 des Formrahmens aufliegt und die Nase 34 in den Schlitz 36 eingreift. Die Nase 34 ist so dimensioniert, daß sie nie ganz aus dem Schlitz 36 herausgezogen werden kann und somit auch eine Führung für die Auflage der Schulter 32 am Teil 38 bildet. Ein weiteres Führungsmittel bilden die Anschläge 37, da sich auch die Längsseite 28 bei Durchbiegung nicht über die Anschläge nach oben hinausbewegen kann. Die Führungsmittel sind bei dem erfindungsgemäßen Hammer zweckmäßig, sind jedoch nicht unbedingt notwendig für die angestrebte Wirkung.

Wird das klauenförmige Ende 18 des Hammerkopfes 10, wie beispielsweise bei einem Schusterhammer, verwendet, dann wirkt die Kraft auf den Stiel in umgekehrter Richtung, so daß sich also das hintere, vormals nacheilende Teil 30 durchbiegen und das vordere, vormals führende Teil 28 komprimieren müßte. Die Längsseite 30 ist jedoch einstückig ausgeführt, so daß sich die zugeordneten Enden der Stege 14 und 24 nicht relativ auseinanderbewegen können, d. h., die Längsseite 30 kann sich nicht dehnen.

Ein Dehnen der Längsseite 30 ist also nicht möglich, eine Kompression der Längsseite 28 ebenfalls nicht, denn die Schulter 32 liegt in der Ruhelage ebenfalls am Teil 28 an, oder wenigstens nahezu. Folglich können sich auch die zugeordneten Enden der Stege 14 und 24 nicht gegeneinander bewegen, obwohl diese Rahmenlängsseite nicht einstückig ausgeführt ist. Da in diesem Fall keine der Rahmenseiten nachgeben kann, ist der Stiel bei Benutzung der Klaue 18 stabil und erfüllt damit auch die Forderungen bei dieser Art des Einsatzes.

Für die erfindungsgemäße Funktion des Formrahmens 25 ist es erforderlich, daß sich die führende Längsseite 28 in bezug auf den Stielkörper 22 frei bewegen kann, so daß es zweckmäßig erscheint diese führende Längsseite 28 vor dem Einbetten mit einem Belag aus Graphit, Tetrafluoräthylen oder einem anderen reibungsmindernden Werkstoff zu versehen, durch den gleichzeitig ein Anhaften verhindert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Werkzeugstiel für ein aus Werkzeugkopf und Werkzeugstiel bestehendes Schlag- oder Stoßwerkzeug, insbesondere für einen Hammer, mit zwei in Schlagrichtung hintereinander im Abstand liegenden langgestreckten Einlagen, von denen eine mit dem Stiel fest verbunden und die andere relativ dazu beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Einlagen die langen Schenkel (28, 30) eines einstöckigen, im wesentlichen rechteckigen Formrahmens (25) sind, dessen obere kurze Querseite (14) in den Bereich des Werkzeugkopfes (10) ragt und eine Krafteinleitungssteli-e (26) für den Werkzeugkopf aufweist, während die untere kurze Querseite (24) in den Bereich des Endes des Werkzeugstiels ragt und an der Schnittlinie von vorderer Längs- und unterer Querseite (28, 24) eine ein Rückfedern des Werkzeugstiels(22) begünstigende Relativbewegungen zwischen Quer- und Längsseite ermöglichende, über den Bewegungsbereich von Längs- und Querseite formschlüssige Unterbrechung (32,34,37, 38) aufweist.

2. Werkzeugstiel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formrahmen (25) aus einem im Querschnitt rechteckförmigen Materialstreifen aus vergütetem Federstahl besteht und mit der breiten Querschnittsseite quer zur Schlagrichtung orientiert in dem aus Kunststoff, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Polyester-Elastomer, bestehenden Werkzeugstiel (22) angeordnet ist.

3. Werkzeugstiel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung eine mittels Schulter (32) abgesetzte Nase (34) am unteren Ende der Längsseite (28) und einen die Nase aufnehmenden Schlitz (36) am zugewandten Ende (38) der unteren Querseite (24) des Formrahmens (25) umfaßt, und daß die den Schlitz (36) begrenzenden Stege des Endes (38) das zugewandte Ende der Längsseite (28) führende Anschläge (37) bilden.

4. Werkzeugstiel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafteinleitungsstelle (26) eine Gewindebohrung ist, in die eine das den Werkzeugkopf (10) durchsetzende Ende (12) des Werkzeugstiels (22) geführte Schraube (16) eingreift.