DE29905897U1 - Werkzeug mit Dämpfungs- oder Rückstellfeder - Google Patents
Werkzeug mit Dämpfungs- oder RückstellfederInfo
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Description
• ♦ ·
TERMEER STEINMEISTER & PARTNER GBR PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Peter Urner, Dipl.-Phys.
Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH) Mauerkircherstrasse 45
D-81679 MÜNCHEN Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing. Manfred Wiebusch
Artur-Ladebeck-Strasse 0-33617 BIELEFELD
51
BOT 99/0126
Wi/Ii
22.2.1999
83 Avenue Pasteur 39600 Arbois / France
27.02.1998 Priorität:
Frankreich
Frankreich
98 02 436
BOSTGARNACHEINDUSTRIES .' *·;··· &Idigr;&Bgr;&Ogr;&Idigr;*93/0&iacgr;26· * ' 22.2.1999
Die vorliegende Erfingung betrifft ein Werkzeug mit einem Arm, der einen metallischen
Teil aufweist und bei der Benutzung des Werkzeugs gegen ein gegenüberliegendes Element, insbesondere eine Grundplatte oder einen anderen
Werkzeugarm bewegt wird, und mit einer Feder, die als Dämpfungs- und/oder Rückstellfeder dient.
Anwendung findet die Erfindung insbesondere bei verschiedenen Arten von Zangen
(Flach- oder Rundzangen, sogenannten Kombizangen, Kneifzangen, ...), bei Gartenscheren sowie anderen Werkzeugen, die einen verhältnismäßig langen
Arm oder Hebel aufweisen, der mit einem Ende schwenkbar an einer Grundplatte angebracht ist, etwa Scheren, Schnitzelwerkzeuge, Kartoffelpressen usw..
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dämpfungs- und/oder Rückstellfeder zu
schaffen, die trotz besonders geringer Kosten in der Lage ist, bei der Benutzung
des Werkzeugs in verschiedene, an vorbestimmte Verhaltensweisen angepaßte Formen ausgelenkt zu werden und die außerdem als Organ zur Positionierung
und/oder Begrenzung des Öffnungsweges des Armes in bezug auf das gegenüberliegende
Element dienen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäj3 bei einem Werkzeug der Eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß die Feder einen Federteil aus weichem oder elastomerem Polymermaterial aufweist, der bei der Schließbewegung des Armes
durchgebogen und/oder komprimiert wird und dessen Enden mit dem Arm und dem gegenüberliegenden Element verbunden sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfingung werden im folgenden anhand der beigefügten
Zeichnung näher beschrieben, in denen zeigen:
Figur 1 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht einer Flachzange
gemäß der Erfindung;
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Figuren 2 und 3 Schnitte längs der Linie II-II bzw. HI-III in Figur 1;
BOST GARNACHE INDUSTRIES »* *'l* · · · &Bgr;&Ogr;&Igr;*99/&thgr;1&iacgr;6&iacgr; *..* 22.2.1999
Figur 4 eine abgewandelte Ausführungsform in der Form einer
Rundzange in einer Ansicht analog zu Figur 1;
Figur 5 eine teilweise aufgeschnittene Teilansicht einer ande-
ren Ausführungsform;
Figur 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Figur 5;
Figur 7 eine Darstellung analog zu Figur 5 für eine Abwand-
lung;
Figur 8 die Feder der Zange nach Figur 7 im Längsschnitt;
Figur 9 eine andere Ausführungsform in einer Ansicht analog
zu Figur 5;
Figur 10 eine Kombizange gemäß einer weiteren Ausführungs
form der Erfindung in einer Ansicht analog zu Figur 1;
Figur 11 eine Schneidzange gemäß einer anderen Ausführungs
form der Erfindung in einer Ansicht analog zu Figur 1;
Figur 12 eine weitere Schneidzange gemäß der Erfindung;
Figur 13 die Feder der Zange nach Figurl2;
Figur 14 eine perspektivische Ansicht der Feder der Zange nach
Figuren 1 und 4;
Figuren 15 bis 20 verschiedene Profile von Abwandlungen der Feder nach
Figur 16;
Figur 21 eine perspektivische Ansicht noch einer weiteren Feder
gemäß der Erfindung; und
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Figur 22 das Profil noch einer anderen Ausführungsform der Fe-
BOSTGARNACHEINDUSTRIES · "*; ;&Bgr;&Ogr;&Tgr;99/0&Ggr;%&iacgr;·,,: 22.2.1999
der gemäß der Erfindung.
In Figur 1 ist eine Flachzange 1 gezeigt, die durch zwei metallische Teile 2, zwei
Überzüge 3 und eine Feder 4 gebildet wird. Jedes der metallischen Teile 2 bildet
einen als Griff dienenden Arm 5 und eine flache Backe 6, und die beiden Teile 2
sind in einer Mittel- oder Gelenkzone 7 in herkömmlicher Weise durch ein nicht gezeigtes Niet oder dergleichen scherenartig miteinander verbunden.
Jeder Überzug ist ein Formteil aus Kunststoff, das von seinem distalen Ende
ausgehend einen Blindkanal 8 bildet, der den als Griff dienenden Arm 5 eng umschließt. Wie in Figuren 1 und 2 zu erkennen ist, ist hier der Blindkanal auf
einer begrenzten Länge von seinem distalen Ende aus zu der Medianebene P der Zange hin, d. h., zum anderen Griff hin, durch eine seitliche Nut 9 mit rechtekkigem
Querschnitt erweitert.
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Im gezeigten Beispiel hat der Kanal 8 einen annährend halbkreisförmigen Querschnitt,
und der Durchmesser des Halbkreises bildet die große Seite des rechteckigen Querschnitts der Nut 9.
Die Feder 4 ist perspektivisch in Figur 14 dargestellt.
Sie wird gebildet durch ein Band aus thermoplastischem Material, beispielsweise
Polyazetal, oder durch ein vulkanisiertes oder thermoplastisches Elastomer. Dieses Band hat einen rechteckigen Querschnitt mit konstanter Breite 1, mit einem
Mittelbereich 10, dessen Dicke größer ist als die Dicke e2 jedes Endbereichs 11.
Im montierten Zustand der Feder greift jeder Endbereich 11, der einen Befestigungsbereich
der Feder bildet, mit geringem Spiel in eine der Nuten 9 ein, wobei der Mittelbereich 10 von der Gelenkzone 7 abgewandt ist.
So steht jeder Endbereich 11 einerseits mit der Innenfläche des Armes 5 und
andererseits mit den drei Wänden der Nuten 9 in Berührung, und er ist so weit in diese Nut eingeschoben, daß eine Schulter 12, die den Mittelbereich 10 vom
Endbereich trennt, an der Mündung der Nut anliegt.
Auf diese Weise hat die Feder 4 im Ruhezustand die Tendenz, wieder ihre ur-
BOSTGARNACHEINDUSTRIES .;.."· 2BP*T99/Ö1S§: ·..· 22.2.1999
sprüngliche ebene Konfiguration einzunehmen, und sie spannt somit die beiden
Arme 5 in ihre maximal geöffnete Stellung vor, d. h., in die in Figur 1 gezeigte
Position.
Wenn der Benutzer die Arme 5 zusammendrückt, verursacht er eine Durchbiegung
des dickeren Mittelbereichs 10 entgegen der elastischen Rückstellkraft der Feder. So läßt sich die Härte der Feder 4 durch Auswahl der Länge und Dicke
des als Federteil dienenden Mittelbereichs 10 einstellen.
Da die Feder 4 außerdem aus isolierendem Material besteht und eine Brücke
zwsichen den ihrerseits isolierenden Überzügen 3 bildet, gewährleistet sie einen
guten Schutz der Finger des Benutzers gegen elektrische Stromschläge.
Bei der abgewandelten Zange IA mit runden Backen 6A gemäß Figur 4 gehen
die Nuten 9 von einem Punkt auf der Länge des Überzugs 3 aus, der an dieser Stelle auf der Innenseite eine Öffnung 13 aufweist, und sie erstrecken sich zum
distalen Ende des Überzugs bis in einen geringen Abstand zu diesem Ende.
Gemäß einer Abwandlung können die Nuten auch im distalen Ende des Überzugs
münden.
Die Feder 4 ist die gleiche wie bei der vorherigen Ausführungsform, aber ihr Mittelbereich
10 ist nun in Richtung auf die im Ruhezustand 7 verdickt. Jeder Endbereich 11 wird in die zugehörige Nut 9 eingeschoben, bis die Schulter 12 am distalen
Rand der Öffnung 13 anschlägt.
Wie zuvor bewirkt das Zusammendrücken der Arme 5 eine Durchbiegung der
Feder 4, und diese hat die Tendenz, sich zu entspannen und die Zange in oder in Richtung auf die maximal geöffnete Stellung nach Figur 4 zurückzustellen.
Bei dem in Figuren 5 und 6 gezeigten Beispiel einer Zange IB bildet der Überzug
auf seiner Innenseite eine Verdickung 14, die in gewissem Abstand zum distalen
Ende des Überzugs in einer Schulter 15 endet. Von dieser Schulter springt ein zylindrischer Kopf 16 vor. Die Feder 4B ist ein Rohr aus Weichkunststoff mit
beispielsweise kreisförmigem Querschnitt, dessen Endbereiche HB mit geringem Spiel auf den Kopf 16 aufgeschoben sind, bis sie an der Schulter anschla-
BOST GARNACHE INDUSTRIES . · PiJT. 99/W 26&Idigr; I J Jj ·
gen.
Das Rohr steht somit auf der Außenseite mit dem Arm 5 in Berührung. Sein
Mittelbereich 1OB, der den Federteil bildet, hat wie in Figur 1 eine bogenförmige
Gestalt, deren konkave Seite von der Gelenkzone 7 abgewandt ist, und hat die Tendenz, sich zu entspannen und die Zange zu öffnen.
Die Ausführungsform der Zange IC nach Figuren 7 und 8 unterscheidet sich
von dem vorstehenden Ausführungsbeispiel durch die beiden folgenden Merkmale.
Zum einen springt der Kopf 16 in Richtung auf das proximale Ende des Überzugs
vor, und er liegt in einer seitlichen inneren Ausnehmung 17 derselben, so
daß die Schulter 15 an einem distalen Endbereich 18 dieses Überzugs gebildet wird.
Zum anderen hat der den Federteil bildende Mittelbereich IOC der Feder 4C die
Form eines Vollstabes, während die beiden Endbereiche 1 IC, mit demselben Außenquerschnitt,
rohrförmig sind und wie zuvor auf die Köpfe 16 aufgeschoben sind, bis sie an den Schultern 15 anschlagen.
Die Auswahl einer rohrförmigen Feder 4B oder einer teilweise rohrförmigen Feder
4C in jeder der Konfigurationen nach Figuren 5 und 7 gestattet es, die Härte der Feder zu bestimmen.
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Figuren 8 bis 9 illustrieren drei weitere Ausführungsformen der Erfindung.
In Figur 9 ist der den Federteil bildende Bereich IOD der Feder 4D ein Bogen,
dessen konkave Seite von der Gelenkzone 7 abgewandt ist und der in einem Stück mit den beiden Überzügen 3 ausgebildet ist.
Wahlweise kann die konkave Seite auch entgegengesetzt orientiert sein, wie in
Figur 9 strichpunktiert angedeutet ist.
Die Ausführungsbeispiele nach Figuren 10 bis 12 ermöglichen es, beim Zusammendrücken
der beiden Arme 5 mindestens zwei unterschiedliche Härten der
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Feder zu erreichen.
Bei der Zange IG nach Figur 10, die als Kombizange ausgebildet ist, unterscheidet
sich die Feder 4G von der Feder 4 nach Figur 1 dadurch, daß ihr Mittelbereich 1OG die Form eines &OHgr; hat und sich bis in unmittelbare Nähe der Gelenkzone
7 erstreckt.
Folglich werden beim Zusammendrücken der Arme 5 in der Anfangsphase die
beiden unteren oder proximalen Flügel 23 des &OHgr; nach unten gebogen, was einen
relativ schwachen ersten elastischen Effekt ergibt. Dann stößt der Scheitel des &OHgr;
an der Gelenkzone 7 an, und das weitere Zusammendrücken der Arme 5 verursacht nicht nur ein weiteres Umbiegen der Flügel des &OHgr;, sondern auch eine Abflachung
seiner Schleife. Die Härte der Feder ist somit erhöht.
Bei der in Figur 11 gezeigten Ausführungform einer als Schneidzange ausgebildeten
Zange IH wird die Feder 4A nach Figur 4 verwendet, die so verformt ist,
daß ihr Mittelbereich 1OA in Richtung auf die Gelenkzone 7 durchgedrückt ist, was der Feder die Form eines W verleiht.
Beim Zusammendrücken der Arme 5 erfährt die Feder somit in der Anfangsphase
eine dreifache Biegung an den Punkten 24, 25 und 26. Dies ergibt eine erste Härte der Feder, die größer ist als die Härte der Feder 4A in Figur 4. Danach
wird der Mittelbereich 1OA im zusammengefalteten Zustand zwischen den Inneflächen
der beiden Überzüge 3 gequetscht, unmittelbar vor dem vollständigen Schließen der Zange. Das endgültige Schließen der Zange erfolgt somit unter
Kompression des elastomeren Kunststoffmaterials, was eine deutlich erhöhte
elastische Widerstandskraft ergibt.
Auf diese Weise wird eine Dämpfung der in der Endphase ausgeübten manuellen
Kraft erreicht, so daß beim Durchtrennen eines Metalldrahtes oder dergleichen ein Prellschlag in der Hand des Benutzers vermieden wird.
Wie in Figur 11 strichpunktiert angedeutet ist, kann dieselbe Feder 4A sowohl in
der W-förmigen Konfiguration als auch in der einfachen Bogenform nach Figur 4 verwendet werden, und zwar nicht nur in verschiedenen Zangen sondern auch
bei ein und derselben Zange. Der Benutzer kann somit je nach Anwendungsfall zwischen einer einheitlichen Härte oder zwei progessiven Härten der Feder wäh-
BOSTGARNACHEINDUSTRIES .* !BOT 99/012$ I &Ggr; &Igr;: · 22.2.1999
Gemäß einer Abwandlung kann die Krümmung oder können die Krümmungen
der Feder auch umgekehrt sein, wie in Figur 1, so daß die Feder dann die Form eines M annehmen kann.
Wenn gemäß einer weiteren Abwandlung der Mittelbereich 1OA der Feder in der
W- oder M-förmigen Konfiguration am Ende des Schließvorgangs nicht gequetscht
wird, kann der Benutzer einfach zwischen einer geringen Härte (Bogenform) und einer größeren Härte (W- oder M-Form) wählen.
Ein analoger Effekt mit zwei sukzessiven Härten wird mit der in Figur 12 gezeigten
Zange II erreicht, die gleichfalls als Schneidzange ausgebildet ist und deren
in Figur 13 gesondert gezeigte Feder 41 als ein Band aus Kunststoff oder Elastomermaterial
ausgebildet ist, das in der Nähe jedes Endes ein Fenster 27 aufweist, das auf einen der Arme 5 der Zange aufgesteckt ist und unmittelbar vor
dem distalen Ende des Überzuges 3 liegt. Die Feder hat somit die allgemeine Form einer Brille. Der Mittelbereich 101 ist V-förmig gefaltet.
Während der ersten Phase des Zusammendrückens der Arme 5 erfährt der Mittelbereich
101 eine Biegebeanspruchung, was einen relativ geringen elastischen
Widerstand ergibt.
Wenn eine Position in der Nähe der vollständigen SchlieJ3stellung erreicht wird,
wie in Figur 12 gezeigt ist, so ist der Mittelbereich 101 vollständig zusammengefaltet,
und er wird zwischen den distalen Enden der beiden Überzüge 3 gequetscht, so daj3 das Material der Feder komprimiert wird und einen erhöhten
elastischen Widerstand bietet.
Gemäß einer Abwandlung, die in Figuren 12 und 13 strichpunktiert angedeutet
ist, können die Endbereiche 111 der Feder 101 auch so verlängert sein, daß sie
äußere Schutzflügel für die Finger des Benutzers bilden. In diesem Fall können die Endbereiche 1II auch konturiert und so geformt sein, daß sie sich ästhetsch
an das Erscheinungsbild des Endbereichs der Überzüge 3 anpassen.
Figuren 15 bis 22 zeigen jeweils in einer Seitenansicht die Profile verschiedener
Federn, mit denen die Zangen 1 oder IA nach Figuren 1 bis 4 ausgerüstet wer-
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den können:
- Figur 15: verdickt.
Der Mittelbereich 10 ist auf beiden Seiten der Feder
- Figuren 16 und 17: Der Mittelbereich 10 ist bombiert und schließt sich
über eine fließende Krümmung, ohne Bildung einer Schulter, an die Endbereiche 11 an. Die Verdickung kann auf beiden Seiten (Figur 16) oder nur auf einer
Seite vorgesehen sein (Figur 17).
- Figuren 18 bis 20: Der Mittelbereich 10 ist mit den Endbereichen 11 über
schwalbenschwanzförmig hinterschnittene (Figur 18) oder trapezförmig abgeschrägte
(Figur 19) oder auch zweifach abgerundete Schultern (Figur 20) verbunden.
- Figur 21: Der Mittelbereich 1OJ der Feder 4J hat in der Mitte eine Kerbe 29, so daß dieser Mittelbereich 1OJ am Beginn der Faltung einen relativ
schwachen elastischen Widerstand bietet, dann jedoch, wenn die Flanken der Kerbe 29 aneinanderstoßen, einen deutlich erhöhten elastischen Widerstand
bietet.
- Figur 22: Der Mittelbereich 1OK der Feder 4K hat an seinen beiden
Enden 30 eine größere Dicke als in der Mitte. Beim Zusammendrücken der
Arme 5 entsteht folglich zunächst eine einfache Biegung des Mittelbereichs 10 (mit relativ geringem elastischen Widerstand), und dann, wenn die verdickten
Enden 30 aneinanderstoßen, ergibt sich eine Kompression des Materials der Feder und ein entsprechend erhöhter elastischer Widerstand.
In nicht gezeigten abgewandelten Ausführungsformen ist der eigentliche Federteil
jeder Feder an ein oder zwei Befestigungsteile aus einem anderen Material, insbesondere aus Metall angeformt.
Claims (20)
1. Werkzeug mit einem Arm (5), der einen metallischen Teil aufweist und bei
Gebrauch des Werkzeugs gegen ein gegenübeliegendes Element, insbesondere eine Grundplatte oder einen anderen Arm (5) des Werkzeugs bewegt wird, und
mit einer Feder (4; 4B; 4C; 4D; 4G; 41; 4J; 4K), die als Dämpfungs- und/oder
Rückstellfeder dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder einen Federteil
(10; 1OA; 1OB; IOC; IOD; 1OG; 101; 1OJ; 10K) aus weichpolymerem oder elastomerem
Material aufweist, der beim Andrücken des Armes (5) gegen das gegenüberliegende Element gebogen und/oder komprimiert wird, und daß Endbereiche
(11; HB; HC; HI; HJ; HK) der Feder mit dem Arm (5) und dem gegenüberliegenden
Element verbunden sind.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteil
(10; 1OA; 1OB; IOC; IOD; 1OG; 101; 1OJ; 10K) eine längliche Form hat.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daJ3 der Federteil
(1OA; 1OG; 101; 1OJ; 10K) in einer Phase der Bewegung des Armes eine
relativ geringe Härte und in einer anderen Phase der Bewegung des Armes eine größere Härte aufweist.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymeroder
Elastomermaterial des Federteils (1OA; 1OG; 101; 1OJ; 10K) in der einen
Phase der Bewegung des Armes auf Biegung und in der anderen Phase auf Kompression
beansprucht ist.
5. Werkzeug nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß
Bereiche des Federteils (1OA; 101; 1OJ; 10K) gegen Ende der Annährungsbewegung
des Armes (5) an das gegenüberliegende Teil miteinander in Berührung kommen, so daß das Polymer- oder Elastomermaterial bis zu dieser Berührung
auf Biegung und dann auf Kompression beansprucht wird.
6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daJ3 die Dicke des
Federteils (10K) an seinen beiden Enden (30) größer ist als in den übrigen Bereichen
seiner Länge.
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7. Werkzeug nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Federteil (10J) in der Mitte seiner Länge eine Kerbe (29) aufweist.
8. Werkzeug nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Federteil (10G) gegen Ende der Annährungsbewegung des Armes (5) mit einer Gelenkzone (7) diese Armes in Berührung kommt.
9. Werkzeug nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Feder die Form eines W oder eines M hat.
10. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder wahlweise
in eine M-Form oder W-Form überführbar ist.
11. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich-
net, daß der Federteil auf mindestens einer Seite durch einen Endbereich (11;
HB; HC; HI; HJ; HK) für die Befestigung an dem Arm (5) und/oder dem gegenüberliegenden
Element verlängert ist.
12. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich
in einem Stück mit dem Federteil ausgebildet ist.
13. Werkzeug nach Anspruch H oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
Endbereich in einem Stück mit einem mit dem Arm (5) oder dem gegenüberliegenden Element verbundenen Körper (3), insbesondere einem Überzug des Armes
ausgebildet ist.
14. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Endbereich (11; HB; HC; HI; HJ; HK) der Feder die Form einer
Lamelle hat, deren Dicke kleiner ist als die des Federteils, und die vorzugsweise
lösbar in eine Nut (9) oder einen Kanal des Armes (5) oder des gegenüberliegenden
Elements, insbesondere einen Überzug (3) dieses Armes einsteckbar ist.
15. Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Endbereich (HI) ein auf den Arm (5) oder das gegenüberliegende EIement
aufschiebbarer Ring ist.
BOSTGARNACHEINDUSTRIES .· ;&Bgr;&eegr;&Tgr;99&Agr;)126 &iacgr; Ii!: 22.2.1999
- 11
16. Werkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (41)
brülenförmig ist.
17. Werkzeug nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daj3 der
Endbereich (1II) verlängert ist und einen Schutzflügel (28) für die Finger des Benutzers
bildet.
18. Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Endbereich (HB; HC) ein rohrförmiger Abschnitt ist, der auf einen mit
dem Arm (5) oder dem gegenüberliegenden Element verbundenen Kopf (16) aufschiebbar
ist, wobei dieser Kopf vorzugsweise an einem Überzug (3) des Armes (5) ausgebildet ist.
19. Werkzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (4B)
rohrförmig ist.
20. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche in der Form einer Zange
(1; IA; IB; IC; IG; IH; II), einer Gartenschere oder einer Schere.
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R071 | Expiry of right |