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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Futter bzw. Spannfutter
zur Verwendung mit Bohrern bzw. Bohrmaschinen oder mit elektrischen
oder pneumatischen, kraftangetriebenen Mitnehmern bzw. Treibern.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Futter
vom nutlosen Typ, welches mittels Hand oder durch Betätigung des
Mitnehmermotors festgezogen oder gelöst werden kann.
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Hintergrund
der Erfindung
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Handbetätigte, elektrische
und pneumatische Werkzeugmitnehmer sind wohlbekannt. Obwohl Spiral- bzw.
Wendelbohrer die am meisten üblichen
Werkzeuge an derartigen Mitnehmern sind, können die Werkzeuge außerdem Schraubendreher,
Steckschlüssel,
Ent- bzw. Abgrater bzw. Senker, montierte bzw. befestigte Schleifsteine,
oder andere Schneid- oder Schleifwerkzeuge umfassen. Da die Werkzeugschafte
einen variierenden Durchmesser oder einen polygonalen Querschnitt
aufweisen können,
ist die Vorrichtung in üblicher Weise
mit einem Futter bzw. Spannfutter versehen, das über einen verhältnismäßig weiten
Bereich einstellbar ist. Das Futter kann an dem Mitnehmer durch
eine Gewinde- oder Kegelbohrung angebracht sein.
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Eine
Vielzahl von Futtern bzw. Spannfuttern ist in der Technik entwickelt
worden. Bei einem Schrägbackenfutter
weist ein Futterkörper
drei Durchgänge
auf, die um annähernd
120 Grad auseinander angeordnet sind. Die Durchgänge sind so ausgestaltet, dass
ihre Mittellinien auf einem Punkt entlang der Futterachse vor dem
Futter auftreffen. Die Durchgänge
zwängen
drei Backen ein, die in den Durchgängen bewegbar sind, um einen
zylindrischen oder polygonalen Werkzeugschaft zu ergreifen, der
annähernd
entlang der Futtermittelachse verlagert bzw. verschoben ist. Das
Futter weist eine Mutter auf, die um den Futtermittelpunkt rotiert
bzw. sich dreht und die mit Gewinden an den Backen in Eingriff kommt,
so dass eine Drehung der Mutter die Backen in beiden Richtungen
innerhalb der Durchgänge
bewegt. Der Körper
ist an der Antriebswelle eines Mitnehmers angebracht und ist so
ausgestaltet, dass eine Rotation bzw. Drehung des Körpers in
eine Richtung in Bezug auf die Mutter die Backen in eine Greifbeziehung
mit dem Werkzeugschaft zwingt, während
eine Rotation bzw. Drehung in der entgegengesetzten Richtung die
Greifbeziehung freigibt bzw. löst.
Das Futter kann nutlos sein, wenn es mittels Hand gedreht wird.
Verschiedene Ausgestaltungen von nutlosen Futtern sind in der Technik bekannt
und sind für
eine Vielzahl von Anwendungen wünschenswert.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung erkennt bzw. anerkennt Erwägungen bzw. Betrachtungen in
Bezug auf Konstruktionen und Verfahren nach dem Stand der Technik
und richtet sich auf derartige Erwägungen. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
wird ein Verfahren zum Herstellen eines Futters zur Verwendung mit
einem handbetätigten oder
kraftbetätigten
Mitnehmer bzw. Treiber mit einer rotier- bzw. drehbaren Antriebswelle
offenbart. Es wird ein Körper
bereitgestellt, der einen Vorderteil bzw. -abschnitt und einen Hinter-
bzw. Endteil bzw. -abschnitt aufweist, wobei der Endteil so ausgestaltet
ist, um an der Antriebswelle für
Rotation bzw. Drehung mit dieser zusammenpassend angebracht zu werden,
und wobei der Vorderteil eine hierin gebildete, axiale Bohrung und
eine Mehr- bzw. Vielzahl von winklig angeordneten Durchgängen aufweist,
die durch diesen hindurch gebildet sind und die axiale Bohrung schneiden.
Eine Mehr- bzw. Vielzahl von Backen ist in einem jeweiligen der
winklig angeordneten Durchgänge
gleit- bzw. verschiebbar positioniert. Eine Mutter ist mit den Backen
so gekoppelt, dass eine Rotations- bzw. Drehbewegung der Mutter
in Bezug auf den Körper
die Backen dazu veranlasst, sich in Richtung zu oder weg von der
axialen Bohrung in Abhängigkeit
von der Richtung der Drehbewegung zu bewegen. Ein im Allgemeinen
zylindrischer innerer Kern wird aus einem harten Polymer geformt.
Ein äußerer Kern
wird um eine Außenumfangsfläche des
inneren Kerns herum aus einem nachgiebig federnden bzw. rückstellfähigen Polymer
geformt, so dass sich Material, das die äußere Haut aufweist, mit Material,
das den inneren Kern aufweist, vermischt bzw. vermengt. Die äußere Haut
weist eine radiale Dicke auf, und der Formungsschritt weist Variieren
bzw. Ändern
der radialen Dicke der äußeren Haut
gemäß einem
vorbestimmten Muster auf. Der innere Kern wird um den Körper herum
in operativem Eingriff mit der Mutter so angeordnet, dass die äußere Haut
eine äußere Greiffläche des
Futters definiert und dass eine Drehung des inneren Kerns in Bezug
auf den Körper
die Backen dazu veranlasst, sich relativ zu dem Körper hin-
bzw. herzubewegen.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
eines Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Körper
mit einem Vorderteil bzw. -abschnitt und einem Hinter- bzw. Endteil
bzw. -abschnitt bereitgestellt, wobei der Endteil so ausgestaltet
ist, um an der Antriebswelle für
Rotation bzw. Drehung mit dieser zusammenpassend angebracht zu werden,
und wobei der Vorderteil eine hierin gebildete, axiale Bohrung und
eine Mehr- bzw.
Vielzahl von winklig angeordneten Durchgängen aufweist, die durch diesen
hindurch gebildet sind und die axiale Bohrung schneiden. Eine Mehr-
bzw. Vielzahl von Backen ist in jeweiligen der winklig angeordneten
Durchgänge
gleit- bzw. verschiebbar positioniert. Eine Mutter ist mit den Backen
so gekoppelt, dass eine Rotations- bzw. Drehbewegung der Mutter
in Bezug auf den Körper
die Backen dazu veranlasst, sich in Richtung zu oder weg von der
axialen Bohrung in Abhängigkeit
von der Richtung der Drehbewegung zu bewegen. Es wird ein im Allgemeinen
zylindrischer, aus hartem Polymer bestehender innerer Kern geformt
und dieser weist ein axiales erstes Ende und ein axiales zweites
Ende auf. Eine aus einem nachgiebig federnden bzw. rückstellfähigen Polymer
bestehende, äußere Haut
wird um eine Außenumfangsfläche des
inneren Kerns herum rückwärts von dem
ersten Ende des inneren Kerns geformt. Die äußere Haut haftet an dem inneren
Kern an, und ein Bereich der Außenumfangsfläche des
inneren Kerns benachbart bzw. angrenzend an das erste Ende ist durch
die äußere Haut
nicht bedeckt bzw. abgedeckt. Der innere Kern wird um den Körper herum
in operativem Eingriff mit der Mutter so angeordnet, dass die äußere Haut
eine äußere Greiffläche des
Futters definiert und dass eine Drehung des inneren Kerns in Bezug
auf den Körper
die Backen dazu veranlasst, sich relativ zu dem Körper hin-
und herzubewegen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird ein Körper
mit einem Vorderteil bzw. -abschnitt und einem Hinter- bzw. Endteil
bzw. -abschnitt bereitgestellt, wobei der Endteil so ausgestaltet
ist, um an der Antriebswelle für
eine Rotation bzw. Drehung mit dieser zusammenpassend angebracht
zu werden, und wobei der Vorderteil eine hierin gebildete, axiale
Bohrung und eine Mehr- bzw. Vielzahl von winklig angeordneten Durchgängen aufweist,
die durch diesen hindurch gebildet sind und die axiale Bohrung schneiden.
Eine Mehr- bzw. Vielzahl von Backen ist in jeweiligen der winklig
angeordneten Durchgänge
gleit- bzw. verschiebbar positioniert. Eine Mutter ist mit den Backen
so gekoppelt, dass eine Rotations- bzw. Drehbewegung der Mutter
in Bezug auf den Körper die
Backen dazu veranlasst, sich in Richtung zu oder weg von der axialen
Bohrung in Abhängigkeit
von der Richtung der Drehbewegung zu bewegen. Es wird ein im Allgemeinen
zylindrischer, aus hartem Polymer bestehender, innerer Kern geformt
und dieser weist eine Außenumfangsfläche und
wenigstens einen vorbestimmten erhöhten bzw. angehobenen Bereich
auf, der sich von dieser erstreckt. Eine aus nachgiebig federndem
bzw. rückstellfähigem Polymer
bestehende, äußere Haut
wird um die Außenumfangsfläche des
inneren Kerns herum so geformt, dass die aus rückstellfähigem Polymer bestehende, äußere Haut
die Außenumfangsfläche bedeckt
bzw. abdeckt, jedoch den vorbestimmten erhöhten Bereich nicht bedeckt.
Der innere Kern wird um den Körper
herum in operativem Eingriff mit der Mutter so angeordnet, dass
die äußere Haut
eine äußere Greiffläche des
Futters definiert und dass eine Drehung des inneren Kerns in Bezug
auf den Körper
die Backen dazu veranlasst, sich relativ zu dem Körper hin-
und herzubewegen.
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Bei
einer noch anderen Ausführungsform
weist ein Futter zur Verwendung mit einem handbetätigten oder
kraftbetätigten
Mitnehmer bzw. Treiber, welcher eine rotier- bzw. drehbare Antriebswelle aufweist,
einen Körper
mit einem Vorderteil bzw. -abschnitt und einem Hinter- bzw. Endteil
bzw. -abschnitt auf, wobei der Endteil so ausgestaltet ist, um an
der Antriebswelle für
eine Rotation bzw. Drehung mit dieser zusammenpassend angebracht
zu werden, und der Vorderteil eine hierin gebildete, axiale Bohrung
und eine Mehr- bzw. Vielzahl von winklig angeordneten Durchgängen aufweist,
welche durch diesen hindurch gebildet sind und die axiale Bohrung
schneiden. Eine Mehr- bzw. Vielzahl von Backen ist in jeweiligen
der winklig angeordneten Durchgänge
gleit- bzw. verschiebbar positioniert. Eine Mutter ist mit den Backen
so gekoppelt, dass eine Rotations- bzw. Drehbewegung der Mutter
in Bezug auf den Körper
die Backen dazu veranlasst, sich in Richtung zu oder weg von der
axialen Bohrung in Abhängigkeit
von der Richtung der Drehbewegung zu bewegen. Eine Hülse bzw. Muffe
weist einen im Allgemeinen zylindrischen, inneren Kern mit einer
Außenumfangsfläche auf
und ist aus einem harten Polymer gebildet. Die Hülse weist außerdem eine äußere Haut
auf, die an die Außenumfangsfläche des
inneren Kerns angeheftet ist, und die aus einem nachgiebig federnden
bzw. rückstellfähigen Polymer
mit einer Härte
geringer als etwa 80 Shore-A-Einheiten
gebildet ist. Der innere Kern ist um den Körper herum in operativem Eingriff
mit der Mutter so angeordnet, dass eine Drehung des inneren Kerns
in Bezug auf den Körper
die Backen dazu veranlasst, sich relativ zu dem Körper hin-
und herzubewegen.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
weist ein Futter einen Körper
mit einem Vorderteil bzw. -abschnitt und einem Hinter- bzw. Endteil
bzw. -abschnitt auf, wobei der Endteil so ausgestaltet ist, um an
der Antriebswelle für
eine Rotation bzw. Drehung mit dieser zusammenpassend angebracht
zu werden, und wobei der Vorderteil eine hierin gebildete, axiale
Bohrung und eine Mehr- bzw. Vielzahl von winklig angeordneten Durchgängen aufweist,
die durch diesen hindurch gebildet sind und die axiale Bohrung schneiden.
Eine Mehr- bzw. Vielzahl von Backen ist in jeweiligen der winklig
angeordneten Durchgänge
gleit- bzw. verschiebbar positioniert. Eine Mutter ist mit den Backen
so gekoppelt, dass eine Rotations- bzw. Drehbewegung der Mutter
in Bezug auf den Körper
die Backen dazu veranlasst, sich in Richtung zu oder weg von der
axialen Bohrung in Abhängigkeit
von der Richtung der Drehbewegung zu bewegen. Eine Hülse bzw.
Muffe weist einen im Allgemeinen zylindrischen, inneren Kern auf,
welcher ein axiales erstes Ende und ein axiales zweites Ende aufweist
und eine Außenumfangsfläche definiert.
Der innere Kern ist aus einem harten Polymer gebildet. Die Hülse weist außerdem eine äußere Haut
aus einem nachgiebig federndem bzw. rückstellfähigem Polymer auf, die an die Außenumfangsfläche des
inneren Kerns angeheftet ist und eine radiale Dicke aufweist, die
in einem vorbestimmten Muster variiert, um eine Greiffläche zu bilden.
Die äußere Haut
bedeckt im Wesentlichen die Außenumfangsfläche des
inneren Kerns, bedeckt jedoch nicht einen Bereich der Außenumfangsfläche des
inneren Kerns benachbart bzw. angrenzend an das erste Ende. Der
innere Kern ist um den Körper
herum in operativem Eingriff mit der Mutter so angeordnet, dass
eine Rotation bzw. Drehung des inneren Kerns in Bezug auf den Körper die
Backen dazu veranlasst, sich relativ zu dem Körper hin- und herzubewegen.
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Die
beigefügten
Zeichnungen, welche in diese Patentschrift mit einbezogen werden
und einen Teil dieser bilden, veranschaulichen eine oder mehrere
Ausführungsformen
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die
Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Eine
vollständige
und befähigende,
an einen Fachmann gerichtete Offenbarung der vorliegenden Erfindung,
unter Einbeziehung ihrer besten Art und Weise, wird in der Patentschrift
angegeben, welche auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug nimmt, in welchen zeigen:
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1 eine
Explosionszeichnung eines Futters bzw. Spannfutters in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Längsschnittansicht
des in 1 gezeigten Futters;
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3A eine
teilweise auseinander gezogene, perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Futters;
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3B eine
teilweise auseinander gezogene, perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Futters;
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4 eine
Explosionszeichnung eines Futters gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
Längsschnittansicht
des in 4 gezeigten Futters; und
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6 eine
perspektivische Schnittansicht der in 1 gezeigten
Hülse bzw.
Muffe.
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Eine
wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in vorliegender Patentschrift
und vorliegenden Zeichnungen ist dazu beabsichtigt, gleiche oder
analoge Merkmale oder Elemente der Erfindung darzustellen.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Es
wird nunmehr in Einzelheiten auf gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung Bezug genommen, von welcher ein oder mehrere Beispiele
in den beigefügten
Zeichnungen veranschaulicht sind. Jedes Beispiel wird als Erläuterung
der Erfindung, nicht als Beschränkung
der Erfindung gebracht. In der Tat wird es für den Fachmann offensichtlich
sein, dass Modifikationen bzw. Abwandlungen und Variationen bzw. Änderungen
bei der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne
von deren Umfang und Gedanken abzuweichen. Beispielsweise können Merkmale,
die als Teil einer Ausführungsform
veranschaulicht oder beschrieben sind, bei einer anderen Ausführungsform
verwendet werden, um eine noch weitere Ausführungsform zu ergeben. In Folge
dessen ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige
Modifikationen und Variationen als innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche und
ihrer Äquivalente
liegend abdeckt.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 wird erläutert, dass
ein Futter bzw. Spannfutter 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
einen Körper 12,
drei Backen bzw. Spannbacken 14, eine vordere Hülse bzw.
Muffe 16, ein Mundstück 18,
einen hinteren Ring 20 und eine Mutter 22 aufweist.
Der Körper 12 ist
in der Gestalt im Allgemeinen zylindrisch und weist einen Vorderteil
bzw. -abschnitt 24 und einen Hinter- bzw. Endteil bzw.
-abschnitt 26 auf. Eine axiale Bohrung 28, die
in dem Vorderteil 24 gebildet ist, ist etwas größer als
der größte Werkzeugschaft
bemessen, zu dessen Unterbringung das Futter 10 ausgeführt ist.
Eine Gewindebohrung 30 (2) ist in
dem Endteil 26 gebildet und weist eine Standard- bzw. Normalgröße auf,
um mit einer Antriebswelle eines kraft- oder handbetätigten Mitnehmers bzw. Treibers,
zum Beispiel einer elektrischen Bohrmaschine mit einer Spindel,
zusammen zu passen. Die Bohrungen 28 und 30 können an
einer zentralen Region des Körpers 12 in
Verbindung stehen. Während
eine Gewindebohrung 30 veranschaulicht ist, ist die Bohrung
gegen eine Kegelbohrung mit einer Standard- bzw. Normalgröße austauschbar,
um mit einer konischen bzw. sich verjüngenden Antriebswelle zusammen
zu passen. Darüber
hinaus kann der Körper 12 mit
der Antriebswelle integral gebildet sein.
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Der
Körper 12 definiert
außerdem
drei Durchgänge 32,
welche Backen 14 unterbringen. Jeder Backen ist von jedem
benachbarten Backen durch einen Bogen von etwa 120 Grad getrennt.
Die Achse der Durchgänge 32 und
der Backen 14 ist in Bezug auf die Futtermittelachse 34 derart
winklig, dass jede Durchgangsachse durch die axiale Bohrung 28 verläuft und
die Achse 34 an einem gemeinsamen Punkt schneidet. Jeder
der Backen 14 weist eine Werkzeugeingriffs- bzw. -angriffsfläche 36 im
Allgemeinen parallel zu der Futterachse 34 und Gewinde 38 auf,
die an der entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden oder äußeren Fläche eines
Backens gebildet sind, und in irgendeiner geeigneten Art und Steigung
ausgebildet sein können.
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Der
Körper 12 weist
ein Druck- bzw. Axialdruckringelement 40 auf, welches bei
einer bevorzugten Ausführungsform
mit dem Körper 12 integral
sein kann. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Druckringelement 40 eine
von dem Körper 12 getrennte
Komponente sein, welche axial und rotationsmäßig an dem Futterkörper durch
Verriegelungszungen, Presspassung bzw. Pressfitting oder andere
geeignete Verbindungsmittel befestigt ist. Das Druckringelement 40 weist
eine Mehr- bzw. Vielzahl von Backenführungswegen 42 auf, die
um seinen Umfang herum gebildet sind, um eine Zurückziehung
der Backen 14 durch diese zu erlauben, und weist außerdem einen
Vorsprungsbereich 44 auf, um eine Lageranordnung aufzunehmen,
wie unten beschrieben wird.
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Der
Körperendteil 26 weist
eine gerändelte
Fläche 46 auf,
welche den hinteren Ring 20 in Art einer Presspassung aufnimmt.
Der hintere Ring 20 könnte
ebenfalls durch eine Presspassung ohne Rändelung, unter die Verwendung
eines Keils oder mittels Crimp- bzw. Klemmverbindung, Verkerben,
Vernieten, Verschrauben oder irgendeines anderen geeigneten Verfahrens
zum Befestigen der Hülse
bzw. Muffe an dem Körper gehalten
werden. Darüber
hinaus kann das Futter mit einer einzelnen Hülse mit keiner hinteren Hülse ausgebildet
sein, zum Beispiel, wenn der kraftbetätigte Mitnehmer, an welchem
das Futter angebracht ist, ein Spindelverriegelungsmerkmal aufweist,
um die Betätigung
des Futters durch die einzelne Hülse
zu ermöglichen, wenn
die Spindel durch die Spindelverriegelung rotationsmäßig befestigt
ist.
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Die
Mutter 22, welche bei der veranschaulichten Ausführungsform
eine geteilte Mutter ist, definiert Mutter- bzw. Innengewinde 48,
die an einem Innenumfang der Mutter angeordnet sind, und ist in
einer Nut 50 aufgenommen, die im Futterkörper 12 nächst zu
dem Druckringelement 40 gebildet ist. Ein Trag- bzw. Stützring 52 und
ein ringförmiger
Lagerkäfig 54 sind
zwischen dem Druckring 42 und der Mutter 22 aufgenommen.
Der Lagerkäfig 54 hält eine
Mehr- bzw. Vielzahl von Kugeln 56, welche es der Mutter
erlauben, relativ zu dem Futterkörper
zu rotieren bzw. sich zu drehen.
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Die
Mutter 22 ist in 1 ohne Verzahnungen
oder Rändelung
an ihrem Außenumfang
gezeigt. Jedoch versteht es sich, dass die Mutter 22 mit
axial ausgerichteten Zähnen
oder anderen Formen von Rändelung
an ihrem Außenumfang
versehen sein kann, und ihre äußeren Ränder können mit
einer kleinen Abschrägung 58 versehen
sein, um Pressfitting der Mutter in eine Bohrung 60 (2)
der vorderen Hülse 16 zu
erleichtern. Die vordere Hülse 16 wird
an der Mutter 22 durch Presssitz befestigt, um die Hülse an der
Mutter rotationsmäßig und
axial zu befestigen. Das Pressfitting des Mundstücks 18 an dem Körpervorderteil 24 trägt ebenfalls
dazu bei, die Hülse 16 gegen
axiale Vorwärtsbewegung
zu halten. Das Mundstück 18 kann
mit einer Nichteisenmetallbeschichtung beschichtet sein, um Korrosion
bzw. Rost zu verhindern und um sein Aussehen zu verbessern. Beispiele
von geeigneten Beschichtungen beinhalten Zink oder Nickel, obwohl
es anerkannt werden sollte, dass irgendeine geeignete Beschichtung
verwendet werden könnte.
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Weil
die Hülse 16 an
der Mutter 22 rotationsmäßig befestigt ist, dreht eine
Drehung der Hülse
in Bezug auf den Körper 12 ebenfalls
die Mutter 22 in Bezug auf den Körper, welche die Backen 14 aufgrund
des Eingriffs der Backengewinde 38 und der Muttergewinde 48 axial
innerhalb der Durchgänge 32 bewegt.
Die Richtung der axialen Bewegung der Backen 14 hängt von
der Rotations- bzw. Drehrichtung der Hülse 16 und der Mutter 22 in
Bezug auf den Körper 12 ab.
Wenn ein Werkzeug, zum Beispiel ein Bohrer, in die Bohrung 28 eingesetzt
ist, können
die Hülse
und die Mutter um die Futterachse 34 in eine Schließrichtung 62 (3A)
gedreht werden, so dass sich die Backen 14 zu einer geschlossenen
Position bewegen, in welcher Werkzeugeingriffs- bzw. -angriffsflächen 36 der
Backen mit dem Werkzeug greifend bzw. einspannend in Eingriff kommen. Eine
Drehung der Hülse 16 und
der Mutter 22 um die Achse 34 in die entgegengesetzte
oder Öffnungsrichtung 64 (3B)
bewegt die Backen axial rückwärts aus
der geschlossenen Position heraus in eine offene Position, wie in 2 veranschaulicht.
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Das
Futter 10 weist einen Festspanndrehmomentindikator bzw.
-anzeiger auf, welcher einen ringförmigen Ring bzw. Ringwulst 66 und
ein ringförmiges
Schalt- bzw. Klinkenrad 68 aufweist. Der Ringwulst 66 definiert
einen sich einwärts
erstreckenden Flansch 70 (1) und weist
Schalt- bzw. Sperrklinken 72 auf, welche mit dein Ring
durch Federzungen 74 verbunden sind. Die Federzungen 74 spannen
die Schalt- bzw. Sperrklinken radial auswärts von der Futterachse 34 in
Eingriff mit dem ringförmigen
Schalt- bzw. Klinkenrad 68 vor. Das ringförmige Schalt-
bzw. Klinkenrad 68 definiert sich vorwärts erstreckende Zungen 76 und
eine Mehr- bzw. Vielzahl von Zähnen 78,
die an einem inneren Umfang des Haupt-Schalt- bzw. Klinkenradbandes
gebildet sind. Jeder der Zähne 78 weist
eine erste Seite mit einer Neigung, die sich an 90 Grad annähert, und
eine zweite Seite mit einer geringeren Neigung auf, welche es den
Schalt- bzw. Sperrklinken 72 erlaubt, über die Zähne in einer Richtung, jedoch
nicht in der entgegengesetzten Richtung zu gleiten.
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Der
Ringwulst 66 ist an dem Futterkörper 12 zwischen dem
Trag- bzw. Stützring 52 und
dem Druckring 40 aufgenommen. Das ringförmige Schalt- bzw. Klinkenrad 68 ist
um den Ringwulst 66 und die Mutter 22 herum aufgenommen,
so dass Nuten 80 (3A und 3B),
die an dem inneren Umfang der Hülse 16 gebildet sind,
jeweilige Zungen 76 aufnehmen. Die Breite der Nuten 80 ist
größer als
die Breite der Zungen 76, so dass die Hülse 16 über einen
begrenzten Winkelabstand relativ zu dem ringförmigen Schalt- bzw. Klinkenrad 68 rotier-
bzw. drehbar ist.
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Um
das Futter aus einem offenen Zustand zu schließen, wobei auf 3A Bezug
genommen wird, wird die Mutter 22 durch die Hülse 16 in
die Schließrichtung 62 so
gedreht, dass die Backen 14 axial vorwärts innerhalb der Durchgänge 32 schraubartig
bewegt werden. Weil die Zungen 76 gegen die Antriebsränder der Nuten 80 sitzen,
dreht sich das ringförmige
Schalt- bzw. Klinkenrad 68 in Verwendung mit der Hülse 16.
Der Ringwulst 66 dreht sich ebenfalls mit der Hülse 16,
da die Schalt- bzw. Sperrklinken 72 den Ringwulst 66 an dem
ringförmigen
Schalt- bzw. Klinkenrad 68 rotationsmäßig befestigen. Wenn sich jedoch
einmal die Backen 14 an einem Werkzeugschaft festklemmen,
wird eine axiale Kraft in zunehmendem Maße rückwärts durch die Backen 14 auf
die Mutter 22 ausgeübt.
Die axiale Rückwärtskraft
wird durch die Mutter 22 zu dem Futterkörper 12 und insbesondere
zu dem Druckringelement 40 übertragen. Weil sich der Ringwulstflansch 70 zwischen dem
Trag- bzw. Stützring 52 und
dem Druckringvorsprung 44 (1) befindet,
wird die axiale Kraft von der Mutter 22 durch den Ringwulstflansch 70 zu
dem Druckringelement 40 übertragen. Dies erhöht die Reibungskräfte zwischen
dem Ringwulstflansch 70, der Druckringscheibe 52 und
dem Druckringelement 40 in einer Richtung entgegengesetzt
zu der Richtung, in der die Hülse 16 und
die Mutter 22 gedreht werden. Dementsprechend dämmen die
Reibungskräfte
die Drehung des Ringwulstes 66 in Bezug auf den Körper 12 ein.
Jedoch erlaubt es das Lager 54 der Hülse 16 und der Mutter 22,
sich weiterhin relativ zu dem Futterkörper 12 und dem Ringwulst 66 in
die Schließrichtung
zu drehen. Zusätzlich
dreht sich, da die Schalt- bzw.
Sperrklinken 72 ablenkbar sind und im Allgemeinen in Ausrichtung
mit den flachen Neigungen der zweiten Seite der Zähne 78 angeordnet
sind, das ringförmige
Schalt- bzw. Klinkenrad 68 weiterhin mit der Hülse 16 relativ
zu dem Ringwulst 66. In Folge dessen gleiten, wenn sich
das ringförmige
Schalt- bzw. Klinkenrad 68 dreht, die distalen Enden der
Schalt- bzw. Sperrklinken 72 wiederholt über die
Zähne 78,
wobei sie ein hörbares
Knackgeräusch erzeugen,
wenn die Schalt- bzw. Sperrklinkenenden gegen jede nachfolgende
zweite Zahnseite fallen. Die Schalt- bzw. Sperrklinken 72 sind
im Allgemeinen senkrecht bzw. rechtwinklig zu den ersten Seiten
der Zähne 78 und
werden nicht einwärts
abgelenkt, um eine Drehung des ringförmigen Schalt- bzw. Klinkenrads 68 in einer
Richtung entgegengesetzt zu 62 zu erlauben. Zusammenfassend
ist festzustellen, dass, bis sich die Backen an einem Werkzeugschaft
festklemmen, sich der Ringwulst 66 mit dem ringförmigen Schalt-
bzw. Klinkenrad 68 dreht. Wenn sich einmal die Backen an
einem Werkzeugschaft festklemmen, dreht sich das ringförmige Schalt-
bzw. Klinkenrad 68 in Schließrichtung relativ zu dem Ringwulst 66,
wird jedoch gegen Drehen in Öffnungsrichtung 64 blockiert
bzw. gehindert.
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Um
das Futter 10 zu öffnen,
wobei insbesondere auf 3B Bezug genommen wird, werden
die Hülse 16 und
daher die Mutter 22 in Richtung 64 entgegengesetzt
zur Richtung 62 gedreht. Weil die Schalt- bzw. Sperrklinken 72 und
die Schalt- bzw. Klinkenradzähne 78 das
ringförmige
Schalt- bzw. Klinkenrad 68 in die Öffnungsrichtung zwingen, bewegt
sich das ringförmige
Schalt- bzw. Klinkenrad 68 anfänglich nicht, und die Zungen 76 bewegen
sich daher durch die Nuten 80, wenn sich die Hülse 16 dreht.
Diese geringe Drehung der Mutter 22 relativ zu dem Futterkörper 12 veranlasst
die Backen 14 dazu, sich etwas in die Durchgänge 32 zurück zu ziehen,
und gibt daher die axial gerichtete Rückwärtskraft frei, welche den Ringwulstflansch 70 zwischen
dem Trag- bzw. Stützring 52 und
dem Druckringelement 40 reib- bzw. kraftschlüssig hält (1 und 2).
In Folge dessen ist der Ringwulst 66 erneut in Bezug auf
den Körper
drehbar. Wenn der Anwender die Hülse 16 weiterhin
in Öffnungsrichtung 64 dreht,
schlagen bzw. stoßen
die Zungen 76 an die Seiten der Nuten 80 an, so
dass die Hülse 16 das
ringförmige
Schalt- bzw. Klinkenrad 68 und den Ringwulst 66 wiederum
antreibt.
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In
Abhängigkeit
von dem reibschlüssigen
Eingriff zwischen der Hülse 16 und
dem Schalt- bzw. Klinkenradring 68, wenn die Hülse 16 anschließend in
die Schließrichtung
gedreht wird, können
sich die Zungen 76 durch die Nuten 80 drehen,
bis die Zungen an den entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden
Seiten der Nuten anschlagen, und das Futter kann sodann in die Schließrichtung
betätigt
werden, wie oben beschrieben. Bei der gegenwärtig veranschaulichten Ausführungsform
hält jedoch
die Reibung zwischen der Hülse 16 und dem
Ring 68 die Hülse
und den Ring in der Position zusammen, wie in 3B gezeigt
ist, wenn die Hülse
in Schließrichtung 62 (3A)
gedreht wird, bis sich die Backen an einem Werkzeugschaft schließen. Wenn
dieses Ereignis die Drehung des Rings 68 anhält, halten
die Schalt- bzw. Sperrklinken 72 den Schalt- bzw. Klinkenradring 68 in
der Position, bis die Nuten 80 in der sich noch drehenden
Hülse 16 über die
Zungen 76 verlaufen. Wenn die nachfolgenden Ränder bzw.
Kanten der Nuten 80 mit den Zungen 76 in Eingriff
kommen, treibt die Hülse
wiederum den Ring 68 an, und das Futter arbeitet, wie oben
erläutert.
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Bei
der in 4 veranschaulichten Ausführungsform ist der Futterkörper 12 modifiziert
bzw. abgeändert
worden, um eine einstückige
Mutter 22 aufzunehmen. Der vordere Bereich 24 des
Futterkörpers 12 ist eingeengt
bzw. verengt worden, um es der einstückigen Mutter zu erlauben, über den
vorderen Körperabschnitt
in operativen Eingriff mit den Backen 14 und dem Druckring 42 zu
gleiten. Das heißt,
beim Zusammenbauen des Futters nach 4 und 5,
werden der Ringwulst 66, der Trag- bzw. Stützring 52 und der
Lagerhalter bzw. -käfig 54 auf
den Futterkörper 12 angrenzend
an den Druckring 42 geschoben. Als Nächstes werden die Backen 14 in
jeweiligen Durchgängen 32 platziert,
und die einstückige
Mutter 22 wird in Anschlag mit Lagern 56 platziert,
so dass sich die Muttergewinde in Eingriff mit Backengewinden befinden.
-
Ein
Mutterhalter 82 ist über
bzw. auf dem vorderen Körperbereich 24 im
Anschlag mit der Mutter 22 aufgenommen, um die Mutter in
der axialen Vorwärtsrichtung
zu halten. Der Mutterhalter 82 weist einen ersten, im Allgemeinen
zylindrischen Bereich 84, welcher auf den Körper durch
Presspassung bzw. -sitz aufgebracht ist, und einen zweiten, kegelstumpfförmigen Bereich 86 auf,
welcher mit der Mutter in Eingriff kommt, während ein Spielraum für die Backen
vor der Mutter vorgesehen wird. Das ringförmige Schalt- bzw. Klinkenrad 68 ist um
den Ringwulst 66 herum so aufgenommen, dass die Schalt- bzw. Sperrklinken 72 mit
den Zähnen 78 in Eingriff
kommen. Die vordere Hülse 16 wird
sodann über
bzw. auf dem vorderen Körperabschnitt 24 lose
bzw. mit Spielpassung aufgebracht. Antriebsrippen 88 (in
gestrichelten Linien in 4 gezeigt), die an dem Innenumfang
der vorderen Hülse 16 gebildet
sind, kommen mit Antriebsschlitzen 90 der Mutter 22 in
Eingriff, und die Zungen 76 des ringförmigen Schalt- bzw. Klinkenrads
sind in Nuten 80 so aufgenommen, dass die vordere Hülse 16,
die Mutter 22 und der verzahnte Ring 68 arbeiten,
wie oben beschrieben.
-
Ein
Mundstück 18 ist
bemessen und befähigt,
um auf der Vorderseite des vorderen Körperabschnitts 24 mittels
Presssitz aufgebracht zu werden, um die vordere Hülse 16 an
dem Futter 10 zu halten. Es sollte erkannt werden, dass
das Mundstück 18 ebenfalls
durch Schnappsitz, Verschraubung und dergleichen befestigt werden
könnte.
Das Mundstück 18 ist
exponiert bzw. freigelegt, wenn das Futter zusammen gebaut ist,
und ist vorzugsweise mit einer metallischen Nichteisenbeschichtung
beschichtet, um Rost bzw. Korrosion zu verhindern und um sein Aussehen
zu verbessern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann eine derartige Beschichtung
Zink oder Nickel sein; es sollte jedoch erkannt werden, dass irgendeine
geeignete Beschichtung verwendet werden könnte.
-
Das
Mundstück 18 dient
dazu, um die vordere Hülse 16 in
Position an dem Futterkörper 10 und
in antreibendem Eingriff mit der Mutter 22 zu halten. Zusätzlich dient
das Mundstück 18 zu
dem doppelten Zweck, eine ästhetisch
ansprechende Abdeckung für
den Vorderbereich zu ergeben, welche Rost bzw. Korrosion verhindert.
Dies ergibt den Vorteil eines ästhetisch
ansprechenden Aussehens ohne die Notwendigkeit, den gesamten Futterkörper 12 mit
einem Nichteisenmaterial zu beschichten.
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Das
Futter der 4 und 5 arbeitet
im Wesentlichen gleich wie die Ausführungsform der 1 bis 3. Daher wird eine Erläuterung der Operation des Futters
und des Festspannindikators nicht wiederholt.
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Die
Außenumfangsfläche der
vorderen Hülse 16 in 1 bis 5 kann
mit angehobenen bzw. erhöhten
Bereichen 92 versehen sein, um es dem Operator zu ermöglichen,
die Hülse
sicher zu ergreifen. Nocken 92 sind winklig um den Umfang
der Hülse 16 herum
angeordnet, um ergonomische Greifstellen für den Anwender zu bilden, während die
jeweiligen Bereiche zwischen den Nocken 92 geringe Vertiefungen
bilden, um Teile der Finger des Anwenders und andere Druck aufbringende
Teile der Hand so aufzunehmen, dass jene Teile der Hand an die Seiten
der Nocken 92 natürlich
passen, wenn der Anwender die Hülse
ergreift. Die Nocken fördern
dadurch die mechanische Kraftverstärkung der Hand an der Hülse, und
es wird angenommen, dass der Anwender ein Festspann- oder Lösedrehmoment
aufbringen kann, das größer ist
als dasjenige, das auf eine eine glatte Fläche bzw. Oberfläche aufweisende
Futterhülse
vergleichbarer Abmessungen aufgebracht wird. Zu der gleichen Zeit,
und wie unten in näheren
Einzelheiten beschrieben, gibt die äußere Haut der Hülse in Reaktion
auf den Druck etwas nach, der durch die Hand des Anwenders aufgebracht
wird, wodurch ein weicheres Greifen geboten und das Greifen des
Anwenders an der Hülse
erleichtert wird. Bei der in den Figuren veranschaulichten Ausführungsform
erstrecken sich die Nocken 92 im Allgemeinen axial entlang
der Außenfläche der
Hülse und
krümmen
bzw. wölben
sich tangential in die Öffnungsrichtung
des Futters. Der höchste
Punkt bzw. Steile in jedem Nocken (in der radialen Richtung) ist
der Scheitel der Krümmung
bzw. Wölbung.
In Abhängigkeit
von dem Greifen des Anwenders, kann von den Hauptdruckpunkten bzw.
-stellen im Greifen des Anwenders im Allgemeinen erwartet werden,
dass sie an diesen Punkten bzw. Stellen auftreten. Es versteht sich
jedoch, dass die räumliche
Konfiguration bzw. Ausgestaltung der äußeren Haut variieren bzw. sich ändern kann,
wie erwünscht,
und dass die in den Figuren gezeigten Anordnungen lediglich für die Zwecke der
beispielsweisen Erläuterung
vorgesehen sind.
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Die
Umfangsfläche
des hinteren Rings 20 kann gerändelt oder glatt gelassen sein,
wie in den Figuren gezeigt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist ein nachgiebig federndes bzw. rückstellfähiges Polymer an der Außenfläche des
hinteren Rings 20 wie an der vorderen Hülse 16 vorgesehen.
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Vorzugsweise
bestehen die vorderen Hülsen
der in 1 bis 5 gezeigten Futter aus einem
aus einem harten Polymer bestehenden inneren Kern aus einem Strukturkunststoff,
zum Beispiel Polykarbonat, einem gefüllten Polypropylen, zum Beispiel
glasgefülltem
Polypropylen, oder einem Nylon- oder Polyamidmaterial, oder aus
einer Mischung aus Strukturkunststoffmaterialien, und einer aus
einem nachgiebig federnden bzw. rückstellfähigen Polymer bestehenden äußeren Haut
aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE), einem thermoplastischen
Gummi bzw. Kautschuk (TPR), oder einem anderen geeigneten Material,
das an dem inneren Kern durch ein Doppel- bzw. Zweistufen-Spritzgussverfahren
angeheftet ist.
-
Unter
Bezugnahme auf 5 wird erläutert, dass ein Zweistufen-Spritzgießen Hülsenausgestaltungen
erlaubt, welche mit Einfach-Polymerformen nicht zu erhalten sind.
Beispielsweise kann das Material (101) des inneren Kerns,
welches von der äußeren Haut
(100) unterschiedlich ist, so geformt werden, dass ein
Bereich des inneren Kerns durch die äußere Haut 100 vorsteht,
um Indizien an der Futterhülsenfläche bzw.
-oberfläche
zu bilden. Die Indizien können
zum Beispiel Richtungen zum Öffnen
oder Schließen
des Futters (wie durch das "Öffnen" und Pfeil-Indizien
in gestrichelten Linien in 6 und bei 102 in 5 angegeben),
Privatetiketten, um das Futter mit Zeichen bzw. Marken zu versehen,
oder andere brauchbare Indizien sein. Weiterhin kann sich der innere
Kern vor der äußeren Haut
erstrecken, so dass der innere Kern selbst einen Bereich der äußeren Hülse definiert,
wie bei 101 gezeigt, um Schutz an der äußeren Haut zu ergeben. Das
heißt,
der Bereich des Kernmaterials bei 101 bildet einen vorderen
Rand der Hülse 16,
welcher das weichere Material der äußeren Haut gegenüber Abrasion
bzw. Abrieb in dem Falle schützt,
dass der Anwender das Futter in ein Werkstück treibt, welches eine vorspringende
bzw. vorstehende Fläche
aufweist, welche auf die vordere Seite der Futterhülse auftrifft
bzw. aufprallt.
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"Adhäsion bzw.
Anhaftung" wie hierin
verwendet, der äußeren Haut
an dem inneren Kern bezieht sich auf das unmittelbare Sich-Vermischen
bzw. -Vermengen der angrenzenden Materialien der äußeren Haut
und des inneren Kerns, entgegengesetzt zu einer Verbindung, die
sich nur oder primär
auf ein Zwischenklebemittel bzw. -klebstoff zwischen den Materialien
der äußeren Haut
und des inneren Kerns stützt.
Unter Bezugnahme auf 6 wird beispielsweise erläutert, dass
Adhäsion
des veranschaulichten inneren Kerns und der äußeren Haut durch das Sich-Vermischen
bzw. -Vermengen der Komponentenmaterialien verursacht wird, das
durch Wärmeenergie
eines Zweistufen-Spritzgussverfahrens getrieben wird, frei von einem
dazwischen befindlichen, chemischem Klebemittel bzw. Klebstoff.
Wie in 6 schematisch dargestellt, dringen Abschnitte
von benachbarten Makromolekülen
ineinander ein.
-
TPE
und TPR sind Materialien mit Eigenschaften im Allgemeinen zwischen
denjenigen von thermoplastischen Polymeren und Gummi- bzw. Kautschuk-Elastomeren
in sofern, als TPE und TPR durch die Anwendung von Wärme ähnlich zu
Thermoplasten schmelzen, jedoch wie Elastomere wirken, wenn einmal
gekühlt.
Im Gegensatz zu chemischer Vernetzung, wie in Elastomeren festzustellen,
involvieren TPE und TPR rein physikalische Vernetzung, welche umgekehrt
werden kann, wenn Wärme
auf das Material wieder angewendet wird. In Folge dessen weisen
TPE und TPR (1) gute Fließfähigkeit
auf und sind bei Anwendung von Wärme
und Kraft verformbar, (2) werden fest, wenn gekühlt, und (3) haften an einer
verschiedenen Anzahl von Thermoplasten an, wobei sie diese zu günstigen
Materialien für
Zweistufen-Spritzgießen
mit Strukturpolymeren machen. TPE und TPR sind darüber hinaus
im Allgemeinen leicht einfärbbar
und wieder verwertbar.
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Ein
deskriptives Hauptmerkmal von TPE und TPR ist ihr Härtewert. "Härte", wie hierin verwendet, ist ein Maß für den Widerstand
eines gehärteten
Materials, Eindruck bzw. Eindrückung
zu widerstehen. Härte kann
durch ein Durometer bzw. Härtemesser
gemessen werden. Wie es sich in dieser Technik versteht, misst ein
Durometer die Eindringtiefe eines Stiftes bzw. Bolzens, oder Bohrers
in ein Material, welcher auf eine Fläche des Materials mit einer
gesteuerten bzw. geregelten, gemessenen Kraft aufgebracht wird.
Wie es sich ebenfalls versteht, kann Härte in verschiedenen Maßstäben bzw.
Skalen ausgedrückt
werden, zum Beispiel einer Shore-A-Skala für weiche Materialien und einer
Shore-D-Skala für
härtere
Materialien.
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Ein
Shore-A-Durometer wird verwendet, um die Härte von Gummiteilen dadurch
zu messen, dass die Widerstandskraft gegen einen Stift gemessen
wird, der in das Prüfmaterial
unter einer bekannten Federlast eindringt. Das Ausmaß der Eindringung
wird zu einer Härteablesung
an einer Skala mit 100 Shore-A-Einheiten umgewandelt. In ähnlicher
Weise wird ein Shore-D-Durometer dazu verwendet, um die Härte von
Kunststoffteilen zu messen. Die Eindruckhärte ist auf die Eindringung
umgekehrt bezogen und von dem Elastizitätsmodul und den viskoelastischen
Eigenschaften des Materials abhängig.
Die aufgebrachte Kraft, die Form des Stempels für den Eindruckversuch, und
die Dauer der Prüfung
wirken sich auf die Ergebnisse aus. Das Shore-Durometer besteht
aus einem Referenz-Presserfuß,
einem Stempel für
den Eindruckversuch, einer Anzeigevorrichtung, und einer kalibrierten
bzw. geeichten Feder, welche die Kraft auf den Stempel für den Eindruckversuch
aufbringt. Der Unterschied zwischen Durometern vom Typ A und Typ
D besteht in der Form des Stempels für den Eindruckversuch und der
kalibrierten Feder, wie in der Tabelle unten angegeben.
-
-
Die
Einheiten der Härte
liegen zwischen 0 für
den vollen Vorsprung des 2,50 mm-Stempels
für den Eindruckversuch
und 100 für
keinen Vorsprung. Die Kraft wird so schnell wie möglich aufgebracht,
ohne Stoß, und
die Härteablesung
wird nach einer Dauer von 15 s ± 1 s durchgeführt. Wenn
eine sofortige Ablesung spezifiziert ist, wird die Skala innerhalb
1 s der Anwendung von Kraft abgelesen.
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Die
Shore-Härte
kann Werte nach unten bis zu einem sehr weichen Material bei Shore
A 20 und zunehmend in der Härte
durch Shore A 90 in Shore D 30 bis zu Shore D 85 aufweisen, welches
sehr hart ist. Beispielsweise weist ein typischer Radiergummi eine
Shore-A-Härte
im Allgemeinen innerhalb eines Bereichs von 25 bis 30 auf. Von einer
Gummisohle eines Schuhs kann erwartet werden, dass sie eine Shore-A-Härte im Allgemeinen
innerhalb eines Bereichs von 75 bis 85 und eine Shore-D-Härte im Allgemeinen
innerhalb eines Bereichs von 25 bis 30 aufweist. Unter erneuter Bezugnahme
auf 5 wird erläutert,
dass der innere Kern 101 vorzugsweise eine Härte innerhalb
eines Bereichs von etwa 35 bis 80 Shore-D-Einheiten aufweist, und
bei einer bevorzugten Ausführungsform
weist er eine Härte
innerhalb eines Bereichs von etwa 50 bis 60 Shore-D-Einheiten auf.
Die äußere Haut 100 weist
vorzugsweise eine Härte
geringer als etwa 80 Shore-A-Einheiten auf, und bei einer bevorzugten
Ausführungsform
weist sie eine Härte
innerhalb eines Bereichs von etwa 40 bis 50 Shore-A-Einheiten auf.
-
Unter
erneuter Bezugnahme auf 1, 4 und 6 wird
erläutert,
dass die Laminathülse 16 durch
einen Doppel- bzw. Zweistufen-Spritzprozess gebildet ist, welcher
Treiben von geschmolzenen Polymeren in eine Formhöhlung involviert.
Wenn einmal gekühlt,
wird das geformte Teil ausgeworfen. Im Allgemeinen gibt es sechs
Hauptschritte in einem beispielhaften Zweistufen-Spritzgießverfahren
für ein
Zwei-Polymerteil:
- 1. Einspannen: Eine Form
wird während
der Einspritzung und des Kühlens
unter Druck gehalten.
- 2. Einspritzung: Die zwei Polymere werden erwärmt, bis
sie geschmolzen sind. Die geschmolzenen Polymere werden in die Form
in einer vorbestimmten Zeit in einem Zwei-Schuss-Prozess gedrückt, der
unten beschrieben ist.
- 3. Stillstehen: Der Einspritzprozess hält an, während Druck angewendet bzw.
aufgebracht wird, um zu gewährleisten,
dass sämtliche
der Formhöhlungen
gefüllt
werden.
- 4. Kühlen:
Den Polymeren wird erlaubt, zu ihrer festen Form innerhalb der Form
abzukühlen.
- 5. Formöffnung:
Die Formkomponenten trennen sich.
- 6. Auswerfen: Das fertiggestellte Teil wird aus der Form ausgeworfen.
-
Ein
Doppel- bzw. Zweistufen-Spritzgießprozess erzeugt eine Futterhülse, wie
hierin beschrieben, welche einen inneren Kern und eine äußere Haut
aus verschiedenen Typen von Polymeren aufweist, die aneinander angeheftet
sind, und "Doppel-
bzw. Zweistufen-Spritzgießen", wie hierin verwendet,
bezieht sich auf das Formen von zwei oder mehreren verschiedenen
Polymeren, derart, dass die verschiedenen Polymere bei ausreichender
Temperatur in dem Formungsprozess zusammen kommen, so dass Adhäsion bzw.
Anheftung erfolgt. Die Polymere können unterschiedliche Einfärbung aufweisen,
jedoch sonst identisch sein, oder sie können Werkstoffe sein, die ansonsten
verschiedene chemische Zusammensetzungen aufweisen. Die verschiedenen
Polymere müssen
in dem Sinne kompatibel sein, dass Adhäsion bei erhöhter Temperatur
erfolgt. Wenn die verschiedenen Polymere nicht kompatibel sind,
werden sie nicht aneinander anhaften und können daher an der Grenzfläche zwischen
den zwei Polymerschichten delaminieren.
-
Ein
bevorzugtes Zweistufen-Spritzgießverfahren zum Bilden der Hülse 16 weist
einen Zwei-Schuss-Einspritzprozess auf, bei dem der im Allgemeinen
zylindrische innere Kern aus hartem Polymer zuerst geformt wird
und das Werkzeug sodann gehandhabt wird, um eine Einspritzung eines
zweiten Werkstoffes um den inneren Kern herum, über bzw. auf, unter oder durch
den inneren Kern aufzunehmen, um das Endprodukt zu vervollständigen.
Beispielsweise kann Polymerwerkstoff in die Form in dem ersten Schuss
eingespritzt werden, um den inneren Kern zu bilden. Wenn der erste
Werkstoff sich ausreichend abkühlt,
um das Werkzeug ohne Verformung des inneren Hülsenkerns zu handhaben, jedoch
bevor der innere Kern bis zu dem Punkt aushärtet, bei dem er eine reife
Haut aufweist, welche an der äußeren Haut
aus TPE oder TPR nicht anhaften wird (der Zwischenkühlungspunkt), öffnet sich
das Werkzeug, um einen zusätzlichen
Hohlraum zu schaffen, welcher sodann durch den Werkstoff der äußeren Haut
aus TPE oder TPR gefüllt
wird, um die Hülse zu
vervollständigen.
Eine maschinelle Einrichtung, die zum Herstellen von Zwei-Schuss-geformten
Komponenten geeignet ist, wie hierin erörtert, ist von Multiplas International
Inc., in Newburgh, New York, erhältlich.
-
Kompatibilität der verschiedenen
Werkstoffe ist im Allgemeinen erforderlich, um Adhäsion zu
fördern und
um Delaminierung und Teileausfall zu verhindern. Nachgeschaltete
Zusammenbauoperationen können beseitigt
werden, und Zeit und Kosten werden reduziert, wenn mechanische Befestigungselemente
oder chemische Klebemittel bzw. Klebstoffe nicht gekauft, eingebaut
oder angewendet werden müssen.
Darüber
hinaus führt
eine Adhäsion
der zwei Werkstoffe ohne chemische Klebemittel zu stärkeren bzw.
festeren, langhaltbaren Teilen.
-
Das
Zwei-Schuss-Formungsverfahren wird insbesondere insofern bevorzugt,
um eine Hülse
zu erzeugen, wie in 1 bis 5 gezeigt,
als es für
die Bildung eines inneren Kerns mit äußeren Flächendetails besonders geeignet
ist, die von denjenigen der äußeren Haut
unterschiedlich sind, und, wenn erwünscht, sich durch die äußere Haut
erstrecken. Somit kann beispielsweise der innere Kern anfänglich so
geformt werden, dass er eine erhöhte
bzw. angehobene Beschriftung oder andere Indizien (zum Beispiel
die "Öffnen"- und Pfeil-Indizien,
die in 6 in gestrichelten Linien gezeigt und bei 102 in 5 angegeben
sind) an der Fläche bzw.
Oberfläche
eines im Allgemeinen zylindrischen Hauptbereichs definiert, wie
im Schnitt in 5 gezeigt. Die zweite Formanordnung
ist in der Weise konfiguriert bzw. ausgestaltet, dass in der zweiten
Stufe die erhöhten
Indizien an die Innenfläche
der Form anschlagen bzw. anstoßen.
Wenn TPE oder TPR der äußeren Haut in
die Form in dem zweiten Schuss eingespritzt wird, fließt das Material
der äußeren Haut
um die äußere Fläche des
inneren Kerns herum, mit Ausnahme der äußeren Fläche der erhöhten Indizien. In Folge dessen
sind, wenn das Teil aus der Form heraus genommen wird, die erhöhten Indizien
des inneren Kerns durch die äußere Haut
sichtbar.
-
Darüber hinaus
kann die zweite Form so konfiguriert bzw. ausgestaltet sein, um
erhöhte
bzw. angehobene Bereiche der nachgiebig federnden bzw. rückstellfähigen, äußeren Haut
zu definieren (zum Beispiel bei Nocken 92 in 1),
wobei benachbarte bzw. angrenzende Zwischenbereiche eine geringere
Höhe als
die erhöhten
Bereiche aufweisen, so dass die erhöhten Bereiche dadurch Punkte
bzw. Stellen an der Hülse
definieren, welche primär
Druck von dem Greifen des Anwenders aufnehmen. Die Gestalten und
Anordnungen der erhöhten
Bereiche und der benachbarten Mulden können, wie erwünscht, beispielsweise
für ästhetische
Zwecke variieren, können
aber außerdem
so gewählt
sein, dass jene Teile der Hand des Anwenders (zum Beispiel die obere
Handfläche),
welche primär
eine Drehkraft auf die Hülse
aufbringen, mit einem oder mehreren erhöhten Bereichen in der Kraftaufbringrichtung
ausgerichtet sind und in Eingriff kommen. Beispielsweise richten sich
die im Allgemeinen axial ausgerichteten Nocken 92 in 1 im
Allgemeinen mit der oberen Handfläche des Anwenders aus, wenn
die Hand die Hülse
ergreift. In Folge dessen erleichtern die Nocken das Greifen des Anwenders
an der Stelle, an der die obere Handfläche mit einer der Nocken in
Eingriff kommt, während
gleichzeitig ein elastischer Druckpunkt vorgesehen wird, um das
Gefühl
der Hülse
an der Hand des Anwenders zu mildern. Die verbleibenden Nocken ergeben
in ähnlicher
Weise elastische Druckpunkte für
die untere Handfläche
und die Finger. In Folge dessen kann die Gestalt der äußeren Form
geändert
werden, wie erwünscht, um
das rückstellfähige Material
der äußeren Haut
selektiv anzuordnen, um die erhöhten
Bereiche und Mulden zu definieren, um sowohl eine ästhetisch
ansprechende Hülse
darzubieten als auch elastische Druckpunkte zu definieren, welche
das Greifen seitens des Anwenders verbessern und mildern.
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Letztendlich
können
der innere Kern und die äußere Haut
aus jeweiligen Farben hergestellt werden (zum Beispiel Schwarz und
Rot, Schwarz und Orange oder Rot und Grün), welche in genügender Weise
unterschiedlich sind, um durch das menschliche Auge unterscheidbar
zu sein.
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Es
soll durch den Fachmann erkannt werden, dass verschiedene Modifikationen
bzw. Abwandlungen und Variationen bzw. Änderungen bei der vorliegenden
Erfindung durchgeführt
werden können,
ohne von dem Umfang und dem Gedanken der Erfindung abzuweichen.
Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige Abwandlungen
und Änderungen
abdeckt, wie sie innerhalb des Umfangs und des Gedankens der beigefügten Ansprüche und
ihrer Äquivalente
kommen.