DE4304965A1 - Prodn. of plastic handle for tool such as screwdriver - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Werkzeughandgriffes, insbesondere für einen Schraubendreher, der einen aus Hartkunststoff in einer ersten geteilten Form hergestellten Griffkern mit einem klingenabgewandten, balligem Endstück und eine den Griffkern ohne das Endstück einschließende Ummantelung aus Weichkunststoff aufweist, in deren Oberfläche mindestens eine Vertiefung, wie eine umlaufende Griffmulde eingeformt sind.

Werkzeughandgriffe dieser Art sind den ergonomischen Anforderungen bei Arbeiten mit den entsprechenden Werkzeugen angepaßt. So bildet das ballige Endstück eine Stützfläche, auf die der Benutzer des Schraubendrehers während des Lösens und Anziehens von Schrauben sich mit seinem Handballen abstützt, um zusätzlich zu dem Drehmoment eine Druckkraft in axialer Richtung des Schraubendrehers auf die Schraube aufzubringen. Diese Druckkraft ist erforderlich, um den Schraubendreher sicher in Eingriff mit der Schraube zu halten.

Es ist ein Werkzeughandgriff bekannt, bei dessen Herstellung zunächst ein Griffkern aus Hartkunststoff gefertigt wird (US-PS 28 71 899). Auf diesen Griffkern wird dann eine vorgefertigte Ummantelung aus Weichkunststoff aufgezogen. Dabei sind diese beiden Teile über Profilierungen auf der Innenseite der Ummantelung und auf dem Griffkern formschlüssig miteinander verbunden.

Der Vorteil des bekannten Handgriffes besteht einerseits in seiner durch die Verwendung von Weichkunststoff im Bereich der Griffläche verbesserten Griffigkeit. Gleichzeitig weist der Handgriff aufgrund des harten Kunststoffkerns eine hohe Festigkeit auf. Bei der praktischen Erprobung des bekannten Handgriffes hat sich jedoch gezeigt, daß die weiche Ummantelung bei schweren Beanspruchungen von dem harten Griffkern abhebt und Falten bildet. Dieses "Walken" genannte Abheben der Ummantelung von dem Griffkern führt insbesondere bei Dauerbenutzung des bekannten Handgriffes zu schmerzhafter Blasenbildung im Bereich der Handfläche des Benutzers und zu einer Entzündungen verursachenden überhöhten Belastung der Handknochen.

Ein weiterer, vielen anderen bekannten Werkzeughandgriffen mit einem Kern aus Hartkunststoff gemeinsamer Nachteil besteht darin, daß bei ihrer Herstellung in der Abstützfläche des Endstückes eine Naht entsteht. Die Entstehung dieser Naht läßt sich bei herkömmlichen Herstellungsverfahren aufgrund der Längsteilung der dabei verwendeten Formen nicht vermeiden. Es ist daher versucht worden, dieses Problem durch eine Teilung der Form in eine normal zur Handgriffachse angeordneten Ebene zu umgehen (EP-03 58 883 A1). Der mit dieser Herstellung einhergehende Nachteil besteht darin, daß sich damit nur Handgrifformen herstellen lassen, die keine Hinterschneidungen aufweisen. Hinterschneidungen an Handgriffen entstehen aber immer dann, wenn ein Handgriff zur Verbesserung der Handhabung und der Übertragung der Kraft von der Hand auf den Griff mit Mulden oder Einschnürungen versehen ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Handgriffes der eingangs genannten Art zu entwickeln, dessen Endstück eine nahtfreie Stützfläche hat und der Griffkern und die Ummantelung vollflächig dauerhaft verbunden sind. Darüber hinaus ist ein Werkzeug zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen worden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der Herstellung des Griffkerns das ballige Endstück mit Hilfe eines in der ersten Form angeordneten Formkerns geformt wird, der eine in seiner Stirnseite eingeformte nahtfreie Ausnehmung aufweist, und daß anschließend der Griffkern in einer zweiten axial längsgeteilten Form mit einer dem Endstück angepaßten konkaven Ausnehmung mit dem Weichkunststoff der Umhüllung unter Einwirkung einer zur Ausnehmung gerichteten axialen Druckkraft umspritzt wird, wobei das bündig in der Ausnehmung einsitzende ballige Endstück gegenüber dem Weichkunststoff abgedichtet ist und sich der Hartkunststoff des Griffkerns mit dem Weichkunststoff der Ummantelung während des Umspritzens stoffschlüssig verbindet.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man einen Werkzeughandgriff, an dessen Griffkern aus Hartkunststoff ein einstückig mit diesem verbundenes Endstück mit einer nahtfreien Oberfläche angeformt ist. Da das Endstück während des Umspritzens des Griffkerns mit Weichkunststoff zudem gegenüber diesem abgedichtet ist, ist ausgeschlossen, daß die Oberfläche des Endstücks bei der Fertigstellung des Handgriffes vom Weichkunststoff der Griffkernumhüllung benetzt wird. Schließlich entsteht zwischen dem Kunststoff des Griffkerns und dem Weichkunststoff der Umhüllung schon während des Umspritzens des Griffkerns eine innige, unlösbare stoffschlüssige, vollflächige Verbindung, die mit einem Verschweißen der beiden Kunststoffe vergleichbar ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist folglich in nur zwei Verfahrensschritten ein Handgriff herstellbar, der aufgrund der glatten Oberfläche des Endstücks, der durch den Weichkunststoff erhöhten Griffigkeit und der festen, unlösbaren Verbindung zwischen Griffkern und Umhüllung eine hohe Funktionalität aufweist. Dies führt dazu, daß bei Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten Handgriffs die Gefahr einer Verletzung des Benutzers auch bei schwerer Dauerbelastung der Hand und des Werkzeuges gegenüber bekannten Werkzeughandgriffen mit einem ähnlichen Aufbau erheblich vermindert ist.

Die Sicherheit der Abdichtung des Endstücks in der zweiten Form kann dadurch verbessert werden, daß der größte Durchmesser des balligen Endstücks um ein geringes Übermaß größer ist, als der entsprechende Durchmesser der konkaven Ausnehmung der zweiten Form. In diesem Fall wird der über die Ausnehmung der zweiten Form hinaus reichende Bereich des Endstücks bei Einwirkung der in axiale Richtung des Griffkerns gerichteten Druckkraft zusammengedrückt, so daß zwischen den Wänden der Ausnehmung und dem Endstück eine erhöhte Pressung und damit eine gute Abdichtung gegenüber dem Weichkunststoff bei dessen Umspritzen besteht.

Alternativ oder ergänzend zu der vorangenannten Maßnahme kann eine Verbesserung der Abdichtung des Endstücks gegenüber dem Weichkunststoff auch dadurch erzielt werden, daß beim Formen des Endstücks dessen Randbereich kegelstumpfförmig abgeflacht wird. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird während der Fertigung des Griffkerns an dem Endstück ein konisch umlaufender Abschnitt hergestellt, dessen Durchmesser in Richtung der Werkzeugspitze hin zunimmt. Dieser Absatz sitzt während des zweiten Verfahrensschrittes in einem entsprechenden Abschnitt der Ausnehmung der zweiten Form ein. Dabei bilden die aneinander anliegenden Kegelflächen eine Dichtung für den Weichkunststoff. Darüber hinaus wird die Selbstzentrierung des Griffkerns in der zweiten Form durch die kegelige Abflachung des Endstücks unterstützt. Eine weitere Zentrierung kann über die im Griffkern eingespritzte Klinge erfolgen, für die eine abdichtende Durchführung an der zweiten Form vorgesehen sein kann.

Ein Eindringen von Weichkunststoff in die Ausnehmung im Bereich der Teilungsnähte der zweiten Form kann zusätzlich dadurch ausgeschlossen werden, daß die konkave Ausnehmung der zweiten Form zur Aufnahme des Endstücks des Griffkerns nahtfrei in der Stirnseite eines Formkerns eingeformt ist.

Schließlich kann das Ausformen von dem fertig hergestellten Griffkern oder dem fertig hergestellten Handgriff dadurch erleichtert werden, daß der Formkern der ersten und/oder zweiten Form axial verschiebbar ist.

Ein Werkzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einem längsgeteilten Formkörper, dessen symmetrische Formhälften einander zugeordnete Ausnehmungen aufweisen, welche bei zusammengefügtem Formkörper eine hohle Form für den in die Form eingespritzten Kunststoff bilden, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Formhälften an verschiebbaren Backen ausgebildet sind, welche gemeinsam in die Aufnahme eines Halters einschiebbar sind, die an ihrer dem Ende der Formhälften zugeordneten Begrenzungswand eine Ausnehmung faßt, in der lösbar ein Formstück mit einer in seiner Stirnseite eingeformten nahtfreien Ausnehmung für das Endstück des Kerns einsitzt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugs, die besonders für die automatische Herstellung der Werkzeughandgriffe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Backen durch an dem Halter ausgebildete Führungen während des Ausziehens und Einschiebens geführt sind. Darüber hinaus können die Backen mit den Formhälften mittels einer gemeinsamen Zugeinrichtung verschiebbar sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schraubendreher mit einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Handgriff in teilweise aufgebrochener Aufsicht,

Fig. 2 den Schraubendreher nach Fig. 1 im axialen Längsschnitt entlang der Schnittlinie I-I der Fig. 1,

Fig. 3 eine erste Form zur Herstellung eines Griffkerns des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Handgriffs im axialen Schnitt,

Fig. 4 den fertig hergestellten Griffkern des Handgriffs nach Fig. 1 und 2 beim Abheben des Formkerns der ersten Form im axialen Schnitt,

Fig. 5 den Schraubendreher gemäß Fig. 1 und 2 beim Ummanteln des Griffkerns mit Weichkunststoff in einer zweiten Form im axialen Schnitt,

Fig. 6 ein Werkzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im geöffneten Zustand in Aufsicht,

Fig. 7 das Werkzeug nach Fig. 6 im geschlossenen Zustand.

Der Schraubendreher gemäß Fig. 1 und 2 weist einen Werkzeughandgriff 1 mit einem Griffkern 2 aus Hartkunststoff, beispielsweise Polypropylen, und eine stoffschlüssig und unlösbar mit dem Griffkern 2 verbundene Ummantelung 3 aus Weichkunststoff, beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer mit einer Härte von 60-80 SHORE auf. In dem Griffkern 2 steckt eine Schraubendreherklinge 4.

Der Griffkern 2 weist eine annähernd rotations-ellipsoide Form auf, deren größter Durchmesser in der oberen Hälfte des Griffkerns 2 angeordnet ist. Am oberen Ende des Griffkerns 2 ist einstückig ein balliges Endstück 5 mit einer glatten Stützfläche 5a angeformt, die frei von Gußgraten oder -nähten ist. Das ballige Endstück 5 weist einen oberen kalottenförmigen Abschnitt 5b auf, dessen Randbereich 5c kegelstumpfförmig abgeflacht ist.

Der Griffkern 2 ist vollständig von der Ummantelung 3 umhüllt. Die Ummantelung 3 liegt mit ausreichender Dicke bündig am Rand 5d des Endstückes 5 an.

In der Oberfläche 6 der Ummantelung 3 sind mehrere in Umfangsrichtung gerade Flächenabschnitte 7 ausgebildet, die sich in axialer Längsrichtung vom oberen zum unteren Ende der Ummantelung 3 erstrecken. In der Oberfläche 6 und den Flächenabschnitten 7 zwischen dem Bereich 9 und dem größten Durchmesser und einem klingenseitigen Kragenbereich 11 sind axial aufeinanderfolgend um die Ummantelung 3 umlaufende Griffmulden 8, 10 ausgeformt. Ein durchgehendes Querloch 12 ist im oberen Bereich des Handgriffs 1 ausgeformt.

Das in Fig. 3 und 4 gezeigte Werkzeug zur Herstellung des Griffkerns des beschriebenen Schraubendrehers 1 weist eine obere 13a und eine untere Formhälfte 13b auf, an deren einem stirnseitigen Ende jeweils eine Ausnehmung 13c in Form eines Halbzylinders eingelassen ist. Bei geschlossener Form 13 bilden die Ausnehmungen 13c der Formhälften 13a, 13b eine Führung für einen axial verschiebbarem Formkern 14, in dessen Stirnseite 14a eine konkave, nahtlose Ausnehmung 15 zur Ausformung des Endstückes 5 an dem Griffkern 2 eingeformt ist. Die Ausnehmung 15 weist einen kalottenförmigen hinteren Abschnitt 15a und einen kegelstumpfförmigen vorderen Abschnitt 15b zur Ausformung des abgeflachten kegelstumpfförmigen Randbereichs 5c an dem Endstück 5 auf. Vertiefungen 13d, e der Formhälften 13a, b bilden zusammen mit der Ausnehmung 15 des in die Form eingeschobenen Formkerns 14 und einem nicht dargestellten Kern für das Querloch 12 eine Spritzgußhohlform für den Griffkern 2.

Die in Fig. 5 gezeigte zweite Form 16 zur Ummantelung des Griffkerns 2 mit Weichkunststoff ist in axialer Längsrichtung in zwei Formhälften 16a, b geteilt. In den Formhälften 16a, b sind jeweils Ausnehmungen 16c, d angeformt, durch die die Außenkontur des Handgriffs 1 bestimmt ist. Die Ausnehmungen 16c, d münden in jeweils einer konkaven Halbschale 16e, f, die bei aufeinandergesetzten Formhälften 16a, b eine konkave Ausnehmung bilden, in der das Endstück 5 des Griffkerns 2 während des Ummantelns mit Weichkunststoff bündig einsitzt. Gegenüber dem größten Durchmesser d der so gebildeten konkaven Ausnehmung sollte das Endstück 5 im Bereich seines größten Durchmessers D ein geringes Übermaß aufweisen.

Zur Herstellung des Werkzeughandgriffes gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die erste Form 13 nach dem Einlegen der Werkzeugklinge 4 geschlossen und der Formkern 14 eingeschoben. Anschließend wird der Hartkunststoff für den Griffkern 2 in die Form 13 über nicht gezeigte Einlaßkanäle eingespritzt. Nach dem Aushärten des Griffkerns 2 wird der Formkern 14 zurückgezogen, die Form 13 geöffnet und der Griffkern 2 mit seinem angeformten nahtlosen Endstück 5 entnommen.

Im zweiten Verfahrensschritt wird der Griffkern 2 in die zweite Form 16 eingelegt und diese geschlossen. Dabei wird das Endstück 5 durch eine in axialer Längsrichtung des Griffkerns 2 wirkende Druckkraft P in die durch die konkaven Halbschalen 16e, f gebildete Ausnehmung gedrückt, so daß sich der Griffkern 2 aufgrund der Kalottenform des Endstückes 5 selbsttätig zentriert. Dieses Zentrieren wird zusätzlich durch den kegelstumpfförmigen Bereich 5c des Endstücks 5 unterstützt. Sobald der Griffkern 2 in der Form 16 ausgerichtet ist, bilden die flächig an dem entsprechend ausgebildeten Abschnitt 16g anliegenden Außenflächen des kegelförmigen Bereichs 5c eine Dichtung gegen den Weichkunststoff für die Ummantelung 3, der anschließend in die zweite Form 16 über nicht gezeigte Kanäle eingespritzt wird. Die Dichtwirkung wird zusätzlich durch die axial wirksame Druckkraft unterstützt, durch die das Endstück in die Ausnehmung der zweiten Form hineingedrückt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Stützfläche 5a des Endstücks 5 nicht vom Weichkunststoff benetzt wird.

Das in den Fig. 6 und 7 gezeigte Werkzeug weist einen Halter 100 mit einer keilförmigen Aufnahme 101 auf. Aus der rückseitigen Begrenzungswand 101a der Aufnahme 101 ist eine Ausnehmung 102 ausgeformt, in der ein Formstück 103 lösbar derart einsitzt, daß seine Stirnseite 103a bündig mit der Begrenzungswand 101a ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist es jedoch wie der Formkern 14 des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 und 4 beweglich, insbesondere hydraulisch abgestützt. In die Stirnseite 103 des Formstückes 103 ist eine Ausnehmung 103b eingeformt. Führungen 104 sind an den seitlichen Begrenzungswänden 101b, c der Aufnahme 101 ausgebildet.

Formhälften 106, 107 eines Formkörpers sind jeweils an einem Backen 107, 108 befestigt. Die Backen 107, 108 sind mit ihren äußeren Seitenwänden 107a, 108a in den Führungen 104 geführt und weisen im zusammengefügten Zustand eine der Form der Aufnahme 101 entsprechende Keilform auf. Die Formhälften 105, 106 weisen Vertiefungen 109 auf, die in die einander gegenüberliegenden Wände der Formhälften 105, 106 eingeformt sind und im zusammengefügten Zustand der Formhälften 105, 106 eine hohle Form bilden. Diese hohle Form kann im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ausformung des Griffkerns und nach einem Werkzeugwechsel im zweiten Arbeitsschritt zur Ummantelung des Griffkerns mit Weichkunststoff dienen. An ihren Stirnseiten 107b, 108b sind die Backen 107, 108 über nicht gezeigte Führungselemente mit einer gemeinsamen Zugeinrichtung 110 derart verbunden, daß sie parallel zu deren Stirnseite 110a verschiebbar sind. Um das Ausziehen und Einschieben der Backen 107, 108 in die Aufnahme 101 zu beschleunigen, kann auch der Halter 100 selbst axial verschiebbar sein.

Zum Herstellen des Griffkerns werden die Backen 107, 108 mit den Formhälften 105, 106 in die Aufnahme 101 eingeschoben. Dabei bewegen sich die Backen, geführt durch die Führung 104, aufgrund der Keilform der Aufnahme 101 aufeinander zu, bis die rückwärtige Begrenzungswand 101a der Aufnahme 101 erreicht und die Formhälften 105, 106 bündig aufeinanderliegen. Im ersten Verfahrensschritt bilden die Vertiefungen 109 der Formhälften 105, 106 gemeinsam mit der Ausnehmung 103b des mit seiner Stirnseite 103 dicht an die Stirnseiten der Formhälften 105, 106 gedrückten, beweglichen Formkerns 103 die hohle Form zur Herstellung des Griffkerns mit einem nahtfreien balligen Endstück. Nach der Herstellung des Griffkerns werden die Backen 107, 108 mit der Zugeinrichtung 110 aus dem Halter 100 gezogen. Dann führen die Backen wiederum geführt durch die Führung 104 und die Führungen der Zugeinrichtung eine Spreizbewegung aus, so daß sich die Formhälften 105, 106 während des Ausziehens voneinander entfernen. Bei vollständig aus der Aufnahme 101 herausgezogenen Backen 107, 108 kann der Griffkern aus der Form entnommen werden. In entsprechender Weise kann das vorangehend beschriebene Werkzeug zur Ummantelung des Griffkerns mit Weichkunststoff nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines Werkzeughandgriffes (1), insbesondere für einen Schraubendreher, der einen aus Hartkunststoff in einer ersten geteilten Form (13) hergestellten Griffkern (2) mit einem klingenabgewandten, balligem Endstück (5) und eine den Griffkern (2) ohne das Endstück (5) einschließende Ummantelung (3) aus Weichkunststoff aufweist, in deren Oberfläche mindestens eine Vertiefung, wie eine Griffmulde (8, 10), eingeformt ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß bei der Herstellung des Griffkerns (2) das ballige Endstück (5) mit Hilfe eines in der ersten Form (13) angeordneten Formkerns (14) geformt wird, der eine in seiner Stirnseite (14a) eingeformte nahtfreie Ausnehmung (15) aufweist, und
• - daß anschließend der Griffkern (2) in einer zweiten axial längsgeteilten Form (16) mit einer dem Endstück (5) angepaßten konkaven Ausnehmung (16e, f) mit dem Weichkunststoff der Ummantelung (3) unter Einwirkung einer zur Ausnehmung (16e, f) gerichteten axialen Druckkraft umspritzt wird, wobei das bündig in der Ausnehmung (16e, f) einsitzende ballige Endstück (5) gegenüber dem Weichkunststoff abgedichtet ist und sich der Hartkunststoff des Griffkerns (2) mit dem Weichkunsttoff der Ummantelung (3) während des Umspritzens stoffschlüssig verbindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser (D) des balligen Endstücks (5) um ein geringes Übermaß größer ist, als der entsprechende Durchmesser (d) der konkaven Ausnehmung (16e, f) der zweiten Form (16).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Formen des Endstücks (5) dessen Randbereich (5c) kegelstumpfförmig abgeflacht wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Ausnehmung (16e, f) der zweiten Form (16) zur Aufnahme des Endstücks (5) des Griffkerns (2) nahtfrei in der Stirnseite eines Formkerns eingeformt ist.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkern (14) in der ersten und/oder zweiten Form (13) axial verschiebbar ist.

6. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem längsgeteilten Formkörper, dessen symmetrische Formhälften (105, 106) einander zugeordnete Ausnehmungen (109) aufweisen, welche bei zusammengefügtem Formkörper eine hohe Form für den in die Form eingespritzten Kunststoff bilden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Formhälften (105, 106) an verschiebbaren Backen (107, 108) ausgebildet sind, welche gemeinsam in die Aufnahme (101) eines Halters (100) einschiebbar sind, die an ihrer dem Ende der Formhälften (105, 106) zugeordneten Begrenzungswand (101a) eine Ausnehmung (102) faßt, in der lösbar ein Formstück (103) mit einer in seiner Stirnseite (103a) eingeformten nahtfreien Ausnehmung (103b) für das Endstück des Kerns einsitzt.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (107, 108) durch an dem Halter (100) ausgebildete Führungen (104) während des Ausziehens und Einschiebens geführt sind.

8. Werkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (107, 108) mittels einer gemeinsamen Zugeinrichtung (109) verschiebbar sind.