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  • 法律状态
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    • 专利摘要:

    公开号:WO1984004721A1
    申请号:PCT/T1984/000019
    申请日:1984-05-17
    公开日:1984-12-06
    发明作者:Peter Kohlbrat；Karoly Toempe
    申请人:Kohlbrat & Bunz Maschvertrieb；
    IPC主号:B25B13-00
    专利说明:
    WERKZEUG AUS FASERVERSTÄRKTEM KUNSTSTOFF Die Erfindung betrifft ein Werkzeug aus faserverstärktem Kunststoff, mit einem Handgriff zur Einbringung eines Drehmomentes auf einen einen Drehansatz aufweisenden Körper, wobei der die Anlagefläche aufweisende Bereich des Werkzeuges mit einem metallischen Verstärkungselement versehen ist. Derartige Werkzeuge werden bisher aus Werkzeugstahl, üblicherweise Chrom-Vanadiumstahl warmgeschmiedet. Je nach Art des Werkzeuges besteht auch der Handgriff aus Metall und wird einstückig mitgefertigt. Es ist aber auch bekannt, den Handgriff mit Kunststoff zu überziehen bzw. aus Kunststoff herzustellen und ihn mit dem Werkzeug zu verbinden. Der bei vielen anderen Erzeugnissen in letzter Zeit übliche Ersatz von Metall durch andere Materialien, insbesondere Kunststoff, ist für drehmomentbeanspruchte Werkzeuge nicht ohne weiteres möglich, da insbesondere die Festigkeit und der Verformungswiderstand der Ersatzmaterialien zu gering, andere Eigenschaften, wie deren Dehnbarkeit oder deren Sprödigkeit zuhoch sind. Genormte Anzugsmomente von 35 bis 40 Nm für eine Schlüsselweite von 13 mm bzw. von 40 bis 45 Nmfür eine Schlüsselweite von 16 mm können auch faserverstärkte Kunststoffe nicht bzw. nur bei überdimensionierter Formgebung aufnehmen. Um die bekannten Vorteile von Kunststoffen, wie niederes Gewicht, geringe Wärmeleitfähigkeit, angenehme Handhabungseigenschaften usw. bei Werkzeugen zur Drehmomenteinbringung doch nützen zu können, wurde versucht (GB-PS 1,251,419 und 2,018,179), in der Werkzeugöffnung von Schraubenschlüsseln einen metallischen Einsatz anzuordnen,durch dessen wesentlich höhere Oberflächenhärte die gewünschten Eigenschaften erzielt werden. Das je nach Art des Werkzeuges U-förmige oder ringförmige Verstärkungselement ist dabei an seiner äusseren Einbindungsfläche mit Vorsprüngen od.dgl. versehen, und muss daher bereits bei der Herstellung des Werkzeuges in die Form eingelegt werden. Derartige Schraubenschlüssel erden jedoch nur für spezielle Anwendungsfälle hergestellt, in denen die Verwendung von solchen aus Werkzeugstahl ungünstig oder gefährlich ist. Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, Werkzeuge der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen das Verstärkungselement nach Fertigung des Werkzeugrohlings an diesem angebracht werden kann, wodurch eine wesentliche Vereinfachung der Herstellung erzielbar ist, sodass ein allgemeiner Anwendungsbereich eröffnet wird. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Verstärkungselement doppelwandig ausgebildet ist, und den Anlagebereich des Werkzeuges zweiseitig einfasst, wobei von zumindest einer der beiden Wände ein Flansch sich im wesentlichen senkrecht zur Drehachse erstreckt, der am Anlagebereich stirnseitig anliegt. Durch die nachträgliche Aufbringung des Verstärkungsele mentes¯auf dem Werkzeugrohlingaus Kunststoff werden nun nicht nur alle bekannten Vorteile der Kunststoffe sowie eine rasche und vereinfachte Herstellung der Werkzeuge erzielt, sondern es ergibt sich dadurch auch die Möglichkeit, derartige Werkzeuge an beliebigen Gegenständen aus Kunststoff vorzusehen, bei deren Ausformung die Einbettung von Verstärkungselementen gar nicht oder nur mit grossem Aufwand durchführbar wäre. Beispielsweise können nun derartige Werkzeuge an Zubehör- oder Ersatzteilen von verschiedenen Einrichtungen, Maschinen usw. ausgebildet werden1 die ausschliesslich aus Kunststoff bestehen, wobei das Werkzeug mit dem Zubehör- oder Ersatzteil mit-geformt und das Verstärkungselement anschliessend aufgesetzt wird. Hiezu bieten sich unter anderem auch abnehmbare Be-täti gungshebel oder Handgriffe derartiger Einrichtungen, abnehmbare Startergriffe an kraftstoffbetriebenen Einrichtungen, wie Rasenmäher, Kettensägen, Bootsmotoren usw. an, bei denen beispielsweise die Aufnahmeöffnung für den Verbindungsteil der Einrichtung als Steckschlüssel zum Lösen bzw. Einsetzen der Zündkerzen ausgebildet ist. In einer Ausführung des Werkzeuges als Schraubenschlüssel, bei dem der Anlagebereich durch einen mittels eines Einsatzes verstärkten Kunststoffring gebildet ist, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verstärkungselement als doppelwandige Hülse ausgebildet ist, die den Kunststoffsteg dreiseitig einfasst. Der Randbereich der Aussenwand des Verstärkungselementes ist in einer weiteren bevorzugten Ausführung in einen verjüngten Abschnitt einer Schulter des Anlagebereiches eingepresst. Die Befestigung des Verstärkungselementes kann aber auch in anderer Weise erfolgen. So könnte es eingeklebt oder mittels Ultraschall unter örtlicher Erweichung des Kunststoffes aufgebracht sein. Auch mit einer in bezug auf die Drehachse parallelen Aufpressung,die zu einer nachträglichen Kaltverdichtung mit einer zusätzlichen Festigkeitserhöhung des Anlagebereiches führt, konnten gute Ergebnisse erzielt werden. Beispielsweise kann durch eine doppelwandige Hülse, die aus einem Blech von 0,3 mm Stärke tiefgezogen ist, eine 40 - 50%ige Erhöhung des maximal mit unverstärkten Werkzeugen aus faserverstärkten Kunststoffen erzielbaren Anzugsmomentes erreicht werden, sodass dieses über den eingangs genannten Werten liegt. So sind beispielsweise bei unverstärkten Ringschlüsseln üblicher Dimensionierung aus 6-Polyamid mit einem Kurzglasfaseranteilvon 25 - 35 % maximale Anzugsmomente von 30 Nnfür eine Schlüsselweite von 13 mm und 40 40lRmfür eine Schlüsselweite von 16 mm erzielbar. Das über den stirnseitigen Flansch versteifte Verstärkungselement aus Blech erhöht die Anzugsmomente auf 45 bis 55 Nmfür die Schlüsselweite von 13 mm und auf über 60 Nm für die Schlüsselweite von 16 mm, die bei händischer Betätigung ohne zusätzliche Hilfsmittel bzw. Hebelarmverlängerungen im Normalfall ohnedies nie erreichbar sind. Nahezu ähnliche Vierteergaben sich bei der Herstellung eines Ringschlüssels aus einem Polyacetal. Zum Aufpressen des Verstärkungselementes auf den Werkzeugrohling wird insbesondere eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Druckscheibe aufweist, an die der stirnseitige Flansch des Verstärkungselementes anlegbar ist. Uber den Umfang der Druckscheibe verteilt sind Pressbacken angelenkt, an deren Presskanten der freie, dem stirnseitigen Flansch gegenüberliegende Randbereich der Aussenwand des Verstärkungselementes anliegt. Ein axial relativ zur Druckscheibe verschiebbarer Stempel beaufschlagt die Pressbacken, wozu am Stempel und/oder an den Pressbacken schräg zur Verschieberichtung geneigte Leitflachen ausgebildet sind. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass jeder Pressbacken als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, wobei die Presskante an:Ende das ersten und die Leitfläche am Ende aeszweicen Hebelarmes ausgebildet ist, wobei der sich an die Druckscheibe annähernde Stempel die zweiten Hebelarme der Pressbacken spreizt. Das tiefgezogene Verstärkungselement wird bei der Montage demzufolge mit seinem stirnseitigen Flansch an die Druckscheibe angelenkt, wobei die Presskanten es umfangsseitig halten, und anschliessend auf den Kunststoffsteg bzw seine Schulter aufgeschoben. Die nachfolgende geringfügige Annäherung des Stempels an die Druckscheibe spreizt die zweiten Hebelarme der Pressbacken auseinander, wodurch deren an den ersten Hebelarmen angeordneten Presskanten den Randbereich der Aussenwand an den Kunststoffsteg bzw. in die Verjüngung der Schulter radial eindrücken. Der den Kunststoffsteg am stirnseitigen Rand der Werkzeugöffnung über deckende Flansch sowie der anschliessende Bereich der Aussenwand bleibt dabei in der ursprünglichen Form. Nachstehend wird nun die Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Fig.l und 2 zeigen Schrägansichten zweier erfindungsgemässer Werkzeuge üblicher Formgebung, die Fig.3 einen Längsschnitt durch einen Steckschlüssel, die Fig.4einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemässe Pressvorrichtung, und die Fig.5einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig.4. In denFig. 1 - 3 sind als Werkzeuge 1 Schraubenschlüssel dargestellt, wobei Fig.l einen einfachen Schraubenschlüssel, Fig.2 einen einfachen Ringschlüssel, und Fig.3einen Steckschlüssel darstellt. Jedes dieser Werkzeuge 1 besteht aus Kunststoff, insbesondere einem kurzfaserverstärkten Polyamid, beispielsweise 6-Polyamid oder 6,6-Polyamid,und ist miteinem einsS5dghergestelltenHandgriff 2 versehen. Der Handgriff 2 kann auch ein Teil eines aus Kunststoff hergestellten Gegenstandes sein, wobei die einstückige Anformung des Werkzeuges 1 aus demselben Kunststoff und die nachfolgende Anbringung eines Verstärkungselementes 6 die Möglichkeit bieten,ein derartiges Werkzeug in einfacher Weise Gegenständen zuzuordnen, an denen die Anordnung oder Ausbildung eines Werkzeuges bisher nicht oder nur mit Schwierigkeiten möglich war. Das Werkzeug 1 weist eine Werkzeugöffnung 3 auf, die gemäss Fig.1radial teilweise offen, gemäss Fig.2und 3 umfangsgeschlossen ist. Die Werkzeugöffnung 3 wird von einem Steg 4 begrenzt, der Anlageflächen 5 zur Erfassung von sechskantigen, drehbaren Körpern, wie Schraubenmuttern, Maschinenschrauben usw. aufweist. Der die Werkzeugöffnung 3 begrenzende Kunststoffsteg 4 ist mit einem doppelwandigen Verstärkungselement 6 bestückt, dessen Innenwand 20 einen Einsatz für die Werkzeugöffnung 3 und dessen Aussenwand 8 einen offenen (Fig.1)bzw. geschlossenen Ring bilden, wobei zumindest ein stirnseitiger Flansch 19 vorgesehen ist. In Fig.l bilden die beiden über den gemeinsamen Flansch verbundenen Wände 8, 20 eine seitlich offene, gemäss den Fig. 4 und 5 eine geschlossene doppelwandige Hülse. Zur Herstellung dieser Verstärkungselemente 6 wird eine kreisförmige Scheibe aus Blech ausgestanzt und diese zur gewünschten Form tiefgezogen. Wie aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich, ist der die Werkzeug öffnung 3 begrenzende Kunststoffsteg 4 mit einer nach innen rückspringenden Schulter 7 versehen, die an ihrem Übergang zum Kunststoffsteg 4 einen verjüngten, rillenähnlichen Abschnitt 18 aufweist. Dieser Abschnitt 18 dient zur axialen Fixierung der Aussenwand 8. Zur Montage des Verstärkungselementes 6 kann in diesem Fall insbesondere die in Fig.4 dargestellte Aufpressvorrichtung eingesetzt werden, die eine Druckscheibe 9 mit einem vorstehenden Dorn 21 aufweist, an der der stirnseitige Flansch 19 der Aussenwand 8 angelegt wird. Umfangsseitig wird das Verstärkungselement 6 dabei von mehreren Pressbacken 11 gehalten, die an seinem dem stirnseitigen Flansch 19 gegenüberliegenden Randbereich mit angepasst gebogenen Presskanten 12 angreifen. Die Pressbacken 11 stellen zweiarmige Hebel dar, an deren ersten Hebelarmen endseitig die Presskanten 12 vor-gesehen sind, und sind um Achsen 17 verschwenkbar, die an Tragarmen 10 angeordnet sind, die von der Druckscheibe 9 seitlich abstehen. Mit der Druckscheibe 9 ist in Richtung des Pfeiles A axial verschiebbar ein insbesondere durckmittelbetätigterStempel 15 verbunden, wobei eine Druckfeder 16 dazwischen eingesetzt ist. Der Stempel 15 weist eine in Pressrichtung konvergierende Stirnfläche auf 1die als Leitflächen 14 mit den ebenfalls Leitflächen 13 bildenden stirnseitigen Endflächen der zweiten Hebelarme jedes Pressbackens 11 zusammenwirken. Ist das an der Druckscheibe 9 anliegende Verstärkungselement 6 auf die Schulter 7 des Kunststoffsteges 4 aufgesteckt, so wird der Stempel 15 unter Kompression der Druckfeder 16 an die Druckscheibe 9 angenähert. Dadurch bewirken die Leitflächen 14 eine Spreizung der zweiten Hebelarme der Pressbacken 12, deren an den ersten Hebelarmen ausgebildeten Presskanten 11 den dem Flansch 19 gegenüberliegenden Randbereich der Aussenwand 8 des Verstärkungselementes 6 in den verjüngten, rillenähnlichen Abschnitt 18 zwischen der Schulter 7'unddem Kunststoffsteg 4 von allen Seiten einpressen. Dadurch wird das Verstärkungselement 6 axial auf dem Werkzeug 1 fixiert, wobei der eingepresste Randabschnitt der Aussenwand 8 bei Anwendung des Werkzeuges 1 radial kaum beansprucht wird, sodass eine Aufweitung des eingepressten Randabschnittes, der zum Verlust des Verstärkungselementes 6 und zum Bruch des Kunststoffwerkzeuges 1 führen könnte, völlig ausgeschlossen ist. Das Verstärkungselement 6 kann, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, auch zweiteilig sein, d.h. eine Aussenwand 8 und eine davon getrennte Innenwand 20 aufweisen, von denen zumindest eine mit einem Flansch 19 versehen ist. Auch in diesem Fall kann die Aufpressvorrichtung zur Montage des Verstärkungselementes 6 eingesetzt werden, da die den Einsatz bildende Innenwand 20 auf den Dorn 21 aufgesteckt und in Richtung des Pfeiles A in die Werkzeug öffnung 3 eingedrück,und die mit dem Flansch 19 versehene Aussenwand 8 wie beschrieben in die Aufpressvorrichtung eingesetzt werden. Bei Ausbildung des Werkzeuges als Steckschlüssel kann die Innenwand 20 bodenseitig einen weiteren sich nach innen ¯ < erstreckenden Flansch aufweisen.
    权利要求:
    Claims
    P a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Werkzeug aus faserverstärktem Kunststoff, mit einem Hand¬ griff zur Einbringung eines Drehmomentes auf einen, einen Drehansatz aufweisenden Körper, wobei der die An- lagefläche aufweisende Bereich des Werkzeuges mit einem metallischen Verstärkungselement versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (6) doppel- wandig ausgebildet ist, und den Anlagebereich des Werk¬ zeuges (1) zweiseitig einfaßt, wobei von zumindest einer der beiden Wände ( '-8, 20) ein Flansch (19) sich im we¬ sentlichen senkrecht zur Drehachse erstreckt, der am Anlagebereich stirnseitig anliegt.
    2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (19) die beiden Wände (8, 20) des Ver- Stärkungselementes (6) verbindet.
    Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, in Form eines Schraubenschlüssels, bei dem der Anlagebereich durch einen die Werkzeugöffnung begrenzenden und durch einen Einsatz verstärkten Kunststoffsteg gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (5) als doppelwandige Hülse ausgebildet ist, die den Kunst- stoffsteg (4) dreiseitig einfaßt.
    4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Randbereich der Außenwand (8) des Verstärkungselementes (5) in einen verjüngten Abschnitt (18) einer Schulter (7) des Anlagebereiches eingepreßt ist.
    Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges nach einem
    OMFI der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeugrohling mit einem Handgriff (2) einstückig spritzgegossen und gegebenenfalls konditioniert wird, und daß das Verstärkungselement aus Stahlblech tief- gezogen und am Anlagebereich montiert wird.
    6. Vorrichtung zur Montage der Verstärkung am Anlagebereich des Werkzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß sie eine Druckscheibe (9) aufweist, an die der' stirnseitige Flansch (19) des Ver- Stärkungselementes (6) anlegbar ist, und an der über den Umfang verteilt Preßbacken (11) angelenkt sind, an deren Preßkanten (12) der freie Randbereich der Außen- . wand (8) anliegt, und daß ein axial relativ zur Druck¬ scheibe (9) verschiebbarer Stempel (15) vorgesehen ist, wobei schräg zur Verschieberichtung (A) geneigte Leit¬ flächen (13, 14) am Stempel (15) und/oder an den Pre߬ backen (11) ausgebildet sind.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Preßbacken (11) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, wobei die Preßkante (12) am Ende des ersten und die Leitfläche (13) am Ende des zweiten Hebelarmes ausge¬ bildet ist, wobei der sich an die Druckscheibe (9) an¬ nähernde Stempel (15) die zweiten Hebelarme der Pre߬ backen (11) spreizt.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich¬ net, daß zwischen der Druckscheibe (9) und dem bevor¬ zugt hydraulisch beaufschlagten Stempel (15) eine Druck¬ feder (16) angeordnet ist.
    OM
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    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1984-12-06| AK| Designated states|Designated state(s): DE DK NO US |
    1984-12-06| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): CH DE FR GB SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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