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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Steckschlüssel für
mehrkantige Schraubenköpfe oder Muttern gemäss
dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
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Auf
dem Gebiet der oben genannten Steckschlüssel ist ein einfaches
und sicheres Bedienen gefragt, welches bevorzugt einhändig
ausführbar bzw. vorgenommen werden kann, um insbesondere
bei Montagen und auf Baustellen keinen zusätzlichen Aufwand
oder sogar Risiken durch herausfallende Schrauben oder Muttern zu
erzeugen.
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Derzeit
sind zahlreiche Lösungsvorschläge bekannt, um
eine sichere und einfache Bedienung zu gewährleisten. Stellvertretend
für eine Vielzahl von Schriften sei daher die
EP 0934140 B1 genannt. Der darin
genannte Steckschlüssel weist zur reibschlüssigen
Sicherung eines mehrkantigen Schraubenkopfes eine, mit einem durch
Federkraft gegen eine seitliche Antriebsfläche oder eine
Mehrkantkante eines Schraubenkopfes bewegbare, Kugel auf, die in
einer Wandungsdurchbrechung des Steckschlüssels angeordnet
ist. Die Kugel liegt in einer Wandungsbohrung mit innenliegenden
Tragschultern. Zur Aufbringung der Federkraft für die reibschlüssige
Sicherung ist ein hülsenförmiger, geschlitzter,
in einer umlaufenden Nut des Steckschlüssels eingearbeiteter
Spannring vorgesehen. Um sicherzustellen, dass sich die Kugel nicht
im Bereich des Schlitzes befindet, ist gemäss der
EP 0934140 B1 als
erfindungswesentlich beansprucht, dass die Verbindungslinie des
Mittelpunkte des Schlüsselkopfumfangs mit der Schlitzmitte
des Spannringschlitzes einen Winkel einschliesst, der grösser
als 90° ist. Zudem ist der Spannring mittels einer am Steckschlüssel
angeformten Nase in seiner umfänglichen Lage fixiert, wobei
die Nase gemäss der Erfindung auf einer der senkrecht zur Schlüssellängsachse
liegenden Stirnflächen angeordnet ist und in einer, durch
den Steckschlüsselkörper definierten, Richtung
in eine entsprechend geformte Aussparung am Spannring eingreift.
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Die
in der
EP 0934140 B1 offenbarte
Lösung ist herstellungstechnisch verhältnismässig
aufwändig, was wiederum zu relativ hohen Herstellungskosten
führt.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Steckschlüssel
zur Verfügung zu stellen, welcher diese Nachteile nicht
aufweist, einfacher aufgebaut und damit wirtschaftlicher herzustellen
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,
dass ein Steckschlüssel für mehrkantige Schrauben,
umfassend einen sich entlang einer Achse erstreckenden Schlüsselkörper,
welcher am einen Ende einen Einspannabschnitt zum Einspannen des
Steckschlüssels in ein Schnellspannfutter oder dergleichen
aufweist und am anderen Ende eine in axialer Richtung orientierte
erste Aufnahme, insbesondere in Form eines Innensechskants, zur
Aufnahme einer mehrkantigen Schraube aufweist. In der Wandung der
ersten Aufnahme ist ein in die Aufnahme hineinragendes Spannelement,
insbesondere in Form einer Kugel, gelagert. Das Spannelement ist gegen
den Druck einer, konzentrisch um die erste Aufnahme herum am Schlüsselkörper
angeordneten, Klemmfeder radial nach aussen bewegbar. Zum Fixieren
der Klemmfeder am Schlüsselkörper bezüglich
ihrer umfänglichen Lage ist an der Klemmfeder ein nach
innen ragendes Fixiermittel, zum Beispiel ein radial nach innen
abgewinkelter Finger oder eine ungefähr radial nach innen
ragende Ausformung, angeordnet, mit welchem/welcher die Klemmfeder
in eine entsprechende radiale Ausnehmung am Schlüsselkörper
eingreift. Das Fixiermittel kann je nach Bedarf an jeder beliebigen
radialen oder axialen Position der Feder angeordnet werden, zum
Beispiel an den Randbereichen oder in der Mitte der Feder.
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Da
ein fingerförmiges Fixiermittel der Klemmfeder durch eine
Abbiegung und die korrespondierende radiale Ausnehmung des Schlüsselkörpers,
beispielsweise in Form einer radialen Bohrung, einfach und kostengünstig
herstellbar sind, ist eine wirtschaftlichere Herstellung ohne eine
Einbusse der Funktionalität erreichbar. Bei einer weiteren
Ausführungsform ist das Fixiermittel durch eine radial
nach innen ragende Ausformung gebildet, welche durch eine einfache,
kostengünstige lokale Verformung der hülsenartigen
Klemmfeder erzielbar ist. Je nach Ausführungsform und Dehnbarkeit
der Klemmfeder ist diese im Bereich des zu formenden Fixiermittels
zusätzlich vorperforiert, um eine Verformung zu erleichtern.
Dies Ausführungsform ermöglicht einen Verzicht
auf die fingerartige Abbiegung, jedoch ohne eine Funktionalitätseinbusse
hinnehmen zu müssen.
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Da
das neue Fixiermittel die Klemmfeder in beiden Ausführungsformen
auch gegen ein Verschieben in axialer Richtung am Schlüsselkörper
sichert, kann je nach Anforderungen an den Steckschlüssel auf
eine umlaufende Nut zur Aufnahme der Klemmfeder verzichtet werden.
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Das
nach innen ragende Fixiermittel umfasst beispielsweise einen radial
nach innen abgewinkelten Finger oder einen nach innen ragender Zapfen oder
eine nach innen ragende Ausformung. Mit dem Fixiermittel der Klemmfeder,
welches bezüg lich seiner umfangsseitigen Lage in eine korrespondierende Aufnehmung,
zum Beispiel eine zweite radiale Bohrung am Schlüsselkörper
eingreift, ist die Klemmfeder eindeutig in ihrer relativen Position
zum Schlüsselkörper fixiert. Dies erlaubt es die
funktionellen Anforderungen an den Steckschlüssel auf effiziente Weise
zu erfüllen.
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Je
nach Ausführungsform der Klemmfeder ist diese in Umfangsrichtung
unterbrochen, d. h. sie umfasst nicht den gesamten Umfang des Schlüsselkörpers.
Dabei weist die Unterbrechung einen Öffnungswinkel im Bereich
von 20° bis 120°, insbesondere von etwa 30° bis
etwa 80°, auf. Wichtig ist dabei, dass sich die Unterbrechung
nicht im Stützbereich des Spannelementes befindet und sich
während dem Betrieb des Steckschlüssels nicht
zum Stützbereich hin verschieben kann.
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Dadurch,
dass die Klemmfeder in Umfangsrichtung den Schlüsselkörper
nicht vollständig umschliesst, ist die Montierbarkeit der
Klemmfeder am Schlüsselkörper verbessert, was
wiederum zu wirtschaftlichen Vorteilen bei der Herstellung des Steckschlüssels
führt.
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Bei
weiteren vorteilhaften Ausführungsformen des Steckschlüssels
ist die Klemmfeder in einer umlaufenden Nut des Schlüsselkörpers
gelagert, wobei die Nut im Bereich des Spannelements konzentrisch
zur Aufnahme am Schlüsselkörper ausgebildet ist.
Derartige Ausführungsformen haben gegenüber nutlosen
Steckschlüsseln den Vorteil, dass die Klemmfedern in axialer
Richtung zusätzlich gegen unbeabsichtigte Axialverschiebungen
gesichert sind. Ausserdem sind die in der Nut versenkten Federn
benutzerfreundlich, da sie ein Hängenbleiben des Nutzers
an der Feder weitgehend verhindern.
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Der
Schlüsselkörper weist eine zweite radiale Bohrung
auf, welche zur Lagerung des Spannelements im Schlüsselkörper
dient. Dabei beträgt ein Winkelabstand von der ersten zur
zweiten radialen Bohrung in Umfangsrichtung je nach Anforderung beispielsweise
90° oder 180°. Durch den Winkelabstand in Umfangsrichtung
werden die Aufgaben der Klemmfeder, nämlich das Aufbringen
einer radial wirkenden Spannkraft auf das Spannelement und das Sichern
bzw. Positionieren der Klemmfeder am Schlüsselkörper
voneinander räumlich getrennt und einzeln gelöst,
wodurch die Komplexität und die Präzision der
betroffenen Teile ohne Funktionseinbusse verringert werden kann.
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Die
Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und
wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.
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Es
zeigen rein schematisch:
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1 eine
Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen
Steckschlüssels ohne Spannelement und Klemmfeder;
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2 eine
Schnittansicht des Steckschlüssels gemäss 1 entlang
der Linie A-A mit montierter Klemmfeder;
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3 Detailansicht
Z gemäss 2 mit dem Eingriff des abgewinkelten
Fingers der Klemmfeder in eine radiale Ausnehmung des Schlüsselkörpers;
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4 eine
Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemässen
Steckschlüssels ohne Spannelement und Klemmfeder;
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5 eine
Schnittansicht des Steckschlüssels gemäss 4 entlang
der Linie B-B mit montierter Klemmfeder.
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Wie
den Figuren zu entnehmen ist, weist eine erste Ausführungsform
des erfindungsgemässen Steckschlüssels 10 einen
im Wesentlichen zylinderförmigen Schlüsselkörper 11 auf,
welcher eine Achse 20 beziehungsweise eine Hauptachse definiert.
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Zur
drehfesten Aufnahme des Steckschlüssels in einer rotierend
angetriebenen Werkzeugaufnahme, beispielsweise einem Bohrfutter,
einem Schnellwechselfutter oder dergleichen, weist der Schlüsselkörper 11 einen
Einspannabschnitt 12 auf. In der in 1 gezeigten
Ausführungsform handelt es sich um einen Einspannabschnitt
gemäss Aufnahme/Antrieb nach DIN 3126 E6.3,
in welche der Steckschlüssel 10 hineingesteckt
werden kann.
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Stirnseitig
in einer dem Einspannabschnitt 12 abgewandten Seite des
Schlüsselkörpers ist ein Innensechskant 14 zur
Aufnahme von Sechskantschraubenköpfen oder Sechskantmuttern
angeordnet. Der Innensechskant 14 entspricht im dargestellten
Beispiel einer nach DIN 475 genormten Aufnahme.
Eine umlaufende Nut 13 rechteckförmigen Querschnitts
ist im Mantelbereich beim Innensechskant 14 des Steckschlüssels 10 derart
angeordnet, dass radial zur Achse 20 eine den mechanischen
Anforderungen an den Steckschlüssel 10 genügende Wandung 19 ge bildet
ist, welche mündungsseitig vom Innensechskant 14 in
einen flanschartigen Randbereich übergeht. Die Nut 13 dient
zur Aufnahme einer Klemmfeder 17, auf welche anhand der 2 und 3 noch
detaillierter eingegangen wird.
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Zur
verdrehsicheren Aufnahme der Klemmfeder 17 in der Nut 13 weist
der Schlüsselkörper 10 eine Ausnehmung 16 auf.
Je nach Ausführungsform des Schlüsselkörpers
ist die radiale Ausnehmung 16 eine radiale Bohrung, deren
Achse vorzugsweise rechtwinklig zur Achse 20 verläuft.
In Zusammenschau mit den 2 und 3 geht hervor,
dass die Klemmfeder 17 im Wesentlichen einen Querschnitt
in Form eines Kreisringsegments aufweist und an einem umfangsseitigen
Ende einen radial nach Innen angeformten beziehungsweise abgebogenen
Finger 18 aufweist, welcher in die radiale Ausnehmung 16 des
Schlüsselkörpers 11 eingreift. Der Finger 18 lässt sich
zum Beispiel in einem Schritt durch einen Stanzvorgang an der Feder 17 ausbilden.
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Vorgängig
zur Montage der Klemmfeder 17 auf dem Schlüsselkörper 11 wird
ein kugelförmiges Spannelement (nicht in der Figur gezeigt)
in eine zweite, die Wand des Innensechskants durchsetzende Ausnehmung 15 eingebracht.
Die zweite, vorzugsweise radial verlaufende Ausnehmung ist beispielsweise
eine Bohrung, welche die Wandung 19 des Schlüsselkörpers 11 im
Bereich der Nut 13 durchdringt, wobei innere Tragschultern
der zweiten Bohrung 15 ein Herausfallen des Spannelementes radial
nach Innen in den Innensechskantbereich verhindern. Dem Fachmann
ist die Funktion und Arbeitsweise des Spannelementes bekannt, weshalb
hier nicht näher darauf eingegangen wird. Die zweite Bohrung 15 ist
im Ausführungsbeispiel in Richtung der Achse 20 axial
versetzt und weist einen Winkelabstand zur ersten radialen Bohrung 16 in
Umfangsrichtung mit einem Winkel w1 von etwa 90° auf und
mündet etwa mittig in Bezug auf eine Fläche des Innensechskants 14.
Das aus dem Stand der Technik bekannte, Anordnen des Spannelements
in einem Eckbereich des Innensechskants lässt sich bei
der vorliegenden Erfindung ebenfalls realisieren.
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Dadurch,
dass die Klemmfeder 17 in Umfangsrichtung unterbrochen
ist, ist die Klemmfeder 17 bei Montage auf dem Schlüsselkörper 11 radial aufspreizbar
und die Einführung des Fingers 18 in die erste
Bohrung 16 einfach zu bewerkstelligen. Versuche zeigten,
dass bei mit einer Unterbrechung von in Achsrichtung gesehen einem
Winkel w2 von etwa 30° gute Klemmwerte bei einer guten
Montierbarkeit der Klemmfeder erreichbar sind und die Klemmfeder 17 formschlüssig
am Schlüsselkörper 11 gehalten ist.
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Dem
Fachmann ist klar, dass die bandartige Klemmfeder 17 zum
Aufbringen einer radial wirkenden Spannkraft auf das Spannelement
dient und letzteres gegen ein radiales Herausfallen sichert.
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Die 4 zeigt
eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen
Steckschlüssels 10a, dessen Klemmfeder jedoch
zur besseren Verständlichkeit des Aufbaus in dieser Ansicht
nicht dargestellt ist. Da die zweite Ausführungsform des
Steckschlüssels 10a weitgehend identisch zur ersten
Ausführungsform des Steckschlüssels 10 ist,
wird nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Gleiche
Elemente sind mit denselben Positionsnummern versehen, während
gleich wirkende Teile mit dem Zusatz „a" versehen sind.
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Im
Unterschied zum Schlüsselkörper 11 weist
der Schlüsselkörper 11a eine erste radiale
Bohrung 16a auf, welche in Umfangsrichtung mit einem Winkel
w1 von etwa 180° zur zweiten Bohrung 15 versetzt
ist. Die erste Bohrung 16a ist in Richtung der Achse 20 zur
zweiten radialen Bohrung 15 derart verschoben, dass sie
sich im Bereich des Innensechskants 14 befindet, ohne jedoch
die Wandung 19 zu durchbrechen.
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In
einer weiteren Ausführungsform, auf welche nicht detaillierter
eingegangen wird, durchdringt die Bohrung 16a die Wandung 19,
sofern die bestimmungsgemässe Funktionalität des
Innensechskants 14 gewährleistet ist.
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Bei
dieser Ausführungsform beträgt der Öffnungswinkel
w2 der Klemmfeder 17a in der Nut 13 in montiertem
Zustand etwa 80°. Dabei ist der Öffnungswinkel
w2 bezüglich der zweiten Bohrung 15 um einen Zentrumswinkel
w3 von etwa 100° in Umfangsrichtung versetzt. Versuche
zeigten, dass mit einer derartigen Ausführungsform des
Steckschlüssels 10a gute Klemmwerte der Klemmfeder 17a bei einer
guten Montierbarkeit der Klemmfeder erreichbar sind.
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Je
nach Bedarf ist die in etwa radial nach innen ragende Ausformung 18a der
Klemmfeder 17a vor oder nach der Montage der Klemmfeder 17a auf dem
Schlüsselkörper 11a durchführbar,
beispielsweise indem ein dornartiger Stempel die Klemmfeder 17a in
einem in etwa halbmondförmig vorperforierten Bereich lokal
gegen die Achse 20 hin verformt, so dass eine ungefähr
radial nach innen gerichtete, kegelartige Ausformung gebildet wird.
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- 10,
10a
- Steckschlüssel
- 11,
11a
- Schlüsselkörper
(zylindrisch)
- 12
- Einspannabschnitt
- 13
- Nut
(umlaufend)
- 14
- Innensechskant
- 15
- Bohrung
- 16,
16a
- Aufnahme
- 17,
17a
- Klemmfeder
- 18
- Finger
(abgewinkelt)
- 19
- Wandung
- 20
- Achse
- w1
- Winkel
- w2
- Öffnungswinkel
- w3
- Zentrumswinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0934140
B1 [0003, 0003, 0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - DIN 3126 E6.3 [0022]
- - DIN 475 [0023]