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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Ratschenschlüssel, wie im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 angegeben, sowie auf ein Verfahren zum Verdrehen eines Teiles,
das für ein dieses Teil ringförmig umfassendes Werkzeug nicht zugänglich ist.
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Ein Ratschenschlüssel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1
ist bekannt aus der DE-PS 835 877. Dort sind als Schaltmittel oder Sperrklinken
unmittelbar Blattfedern benutzt, was für die Drehmomentbelastbarkeit eines solchen
Werkzeuges nicht unbedingt von Vorteil ist. Es ist aber in ähnlichem Zusammenhang
aus der DE-OS 23 65 124 auch bekannt, andere federbelastete Sperrklinken zu verwenden.
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Als Ausgangspunkt zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung soll
eine Anordnung nach Figur 1 dienen, die in dieser Form allerdings nicht unmittelbarer
Stand der Technik ist.
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Die gezeigte Einrichtung in bekannter Ringform dient zur Drehung eines
Schneideisens S. Ein als Kopf 21 eines Hebels ausgebildeter Knarrenkopf ist links
in Figur 1 in Draufsicht teilweise und daneben in Seitenansicht zur Hälfte geschnitten
gezeigt. Es läßt sich erkennen, wie bei einer drehenden Bewegung im Uhrzeigersinne
der Kopf 21 das innen rotierende Futter 22 und damit das darin befindliche Werkstück,
Werkzeug oder dergleichen so weit mitnimmt, wie die Bewegungsfreiheit des als Hebel
23 ausgebildeten Handgriffes es erlaubt.
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Durch an der Ober- und Unterseite des Kopfes 21 befestigte ringförmige
Deckplatten 24 und 25, welche Andrehungen des Futters 22 aufschultern, ist dieses
in axialer Richtung so fixiert, daß es lediglich rotierende Bewegungen ausführen
kann.
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Beim Schwenken des mit dem Hebel 23 verbundenen Kopfes 21 entgegen
dem Uhrzeigersinne dreht sich dieser dank des Ausweichens der jeweils durch Federkräfte
an das Futter 22 gedrückten Sperrklinken I bis IX frei um das Futter 22 mit dessen
Sperrzähnen 1 bis 12.
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In der in Figur 1 gezeigten Stellung stehen die Sperrklinken I, IV
und VII mit dem Futter 22 in Eingriff, wobei sie sich auf die Sperrflanken der Sperrzähne
1, 5 und 9 des Futters 22 stützen.
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Um in bekannter Weise dafür zu sorgen, daß der Ratschenschlüssel nur
um einen geringen Winkel entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht werden muß, bis nach
kurzem Freilauf innerhalb dieses Winkels erneut eine Sperrwirkung im Uhrzeigersinn
erzielt werden kann, ist die Teilung der Sperrverzahnung des Futters eine andere
als diejenige der Sperrklinken. Dabei ist dafür gesorgt, daß relativ große Drehmomente
ohne Beschädigung des gezeigten Gesperres übertragen werden können. Dazu trägt auch
eine gewisse Rotationssymmetrie der ganzen Anordnung bei derart, daß sich beim maulförmigen
Schlüssel der Ort der gesperrten Teile jeweils nach einem Versatz von beispielsweise
120 wiederholt.
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Es ist dem mit entsprechenden Montagearbeiten betrauten Fachmann bekannt,
daß ein Ratschenschlüssel mit ringförmigem Futter nicht überall anwendbar ist. Beispielsweise
können mit einem solchen Ratschenschlüssel zwei Rohre nicht mit Hilfe einer Überwurfmutter
miteinander verbunden werden, wenn es nicht gelingt, das ringförmige Futter auf
eines der Rohre zu schieben und bis zur Überwurfmutter weiterzubewegen und nach
Herstellung der Rohrverbindung auch wieder von einem der Rohre herunterzuschieben.
In solchen und ähnlich gelagerten Fällen kann nur ein Maulschlüssel verwendet werden,
dessen Handhabung aber umtändlich ist, insbesondere, wenn es die örtlichen Verhältnisse
lediglich zulassen, daß er nur um einen geringen Winkel um die Verdrehachse der
überwurfmutter gesenkt werden kann.
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Wenn dieser Winkel sehr klein ist, kann es sogar erforderlich sein,
mehrere Schlüssel nacheinander und abwechselnd zu verwenden, bei denen die Ausrichtung
der Maulöffnung in unterschiedlichen Winkeln zum Handgriff des Maulschlüssels vorgesehen
ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zurgrunde, ein Werkzeug zu schaffen,
welches das Verdrehen eines Teiles (Maschinenelement, Mutter etc.) gestattet, das
für ein dieses Teil ringförmig umfassendes Werkzeug nicht zugänglich ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch den Ratschenschlüssel mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit
welchem es, insbesondere mittels Industrierobo-
tern und anderen
automatischen Manipulationseinrichtungen, auf einfache Weise möglich ist, ein Teil
zu verdrehen, das für ein dieses Teil ringförmig umfassendes Werkzeug nicht =zugänglich
ist.
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Diese Aufgabe ist gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des
Patentanspruches 9. Dabei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß ein "Nachgreifen"
bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug nicht erforderlich ist, so daß die Manipulationseinrichtung
mit dem Werkzeugende fest verbunden bleiben kann.
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Anhand der weiteren Figuren wird die Erfindung näher erläutert und
es werden Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen: Figur 2 ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Ratschenschlüssels in einer der in Figur 1 entsprechenden
Darstellungsweise, Figuren 3 bis 6 einzelne Verfahrensschritte bei der Anwendung
des Ratschenschlüssels, Figuren 7 bis 9 Ausführungsbeispiele für vorteilhafte Weiterbildungen
des Ratschenschlüssels sowie Figur 10 eine schematische Darstellung der zeitlichen
Aufeinanderfolge der kraftschlüssigen Verbindungen mittels der Zwischenglieder nach
Figur 1 und dasselbe für die kraftschlüssigen Verbindungen nach Figur 2 sowie
Figur
11 die zeitliche Aufeinanderfolge der kraftschlüssigen Verbindungen mittels der
Zwischenglieder für den Fall einer Nachgreifeinrichtung mit besonders kleinwinkligem
Nachgreifweg.
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In Figur 2 ist gegenüber Figur 1 aufgrund der maulförmigen Ausgestaltung
des Kopfes 41 und des Futters 42 ein Teil der Sperrzähne 1 bis 12 der Figur 1 weggefallen;
dasselbe trifft für einen Teil der Sperrklinken I bis IX zu. Für die Funktion des
Ratschenschlüssels nach Figur 2 sind lediglich die Sperrzähne 1 bis 5 und 9 bis
12 sowie die Sperrklinken I bis IV, VIII, IX verblieben. Die Deckplatten (24, 25
in Figur 1) haben in Figur 2 einen dem Maulausschnitt des Ratschenschlüssels in
der dargestellten Stellung des Futters 42 entsprechenden Ausschnitt erhalten, behalten
jedoch ihre Funktion derart, daß auch hier das Futter 42 innerhalb des Kopfes 41
ausschließlich gesicherte rotierende Bewegungen ausführt, wenn der Ratschenschlüssel
mit Hilfe des Hebels 43 um das Zentrum des Maules gedreht wird. Durch die außenliegenden
Sperrklinken ist gewährleistet, daß diese ohne zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen
an Ort und Stelle verbleiben, was bei. einer Anbringung am maulförmigen Innenteil
nicht der Fall wäre.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Einrichtung,
auf Umschlag benützt, ihre Arbeitsrichtung umkehrt, was für eine Vielzahl von Anwendungen
ausreicht. Soll jedoch - etwa zum Gewindeschneiden - ohne vom Werkzeug oder -stück
abgenommen zu werden ein solches Gerät im Uhrzeigersinne und entgegengesetzt zu
diesem Knarrenarbeit leisten, so kommt beispielsweise folgende MaB-nahme zur Anwendung:
Es
gelangen zwei übereinander gelagerte erfindungsgemäße Systeme zum Einsatz, von denen
das eine links- und das andere rechtsdrehend ausgelegt ist0 Den jeweils Stifte tragenden
Sperrklinken ist dabei jeweils ein mit Schlitzen vensehener,- -drehbarer Ring zugeordnet,
welcher mittels einer Drehung die Sperrklinken so in ihre Lagerstellen drückt, daß
das zugehörige Futter ohne Kontakt mit ihnen rotieren kann oder, bei entgegengesetzter
Drehung des besagten Ringes, das Einrasten wieder stattfindet. Von diesen beiden
Ringen selbst mögen Stifte durch Schlitze der jeweiligen Abdeckplatten rayen derart,
daß der Sitz der Sperrklinken von außen her manipuliert werden kann.
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Die Drehmomentbelastbarkeit der Anordnung kann noch erhöht werden,
wenn die Gleitflanken der Sperrzähne noch etwas steiler gewählt werden, so daß die
Gleitflanke beispielsweise des Sperrzahnes 4 in der gezeigten Stellung der Sperrklinke
IV an dieser unmittelbar anliegt. Der Sperrzahn 4 ist dann nicht mehr spitz, sondern
kann sich im Bedarfsfall mit seinem abgestumpften Ende am Innenkreis des Kopfes
41 abstützen0 Auf diese Weise sind die an die Festigkeit des Futters 42 zu stellenden
Anforderungen verhältnismäßig gering, weil ein Teil der auf das Futter einwirkenden
Kräfte auf den maulförmig ausgebildeten Kopf 41 weitergeleitet werden kann In Figur
3 ist zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens perspektivisch ein Stück
30 eines Rohres mit einer überwurfmutter 31 dargestellt Die Teile des Ratschenschlüssels
tragen die gleichen Bezugszahlen wie in Figur 2.
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Der Ratschenschlüssel kann nun auf die überwurfmutter 31 entweder
radial in derjenigen Stellung aufgeschoben werden, die Figur 2 zeigt (wo die Mäuler
des Futters 42 bzw.
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des Kopfes 41 sich in die gleiche Richtung öffnen), oder der Ratschenschlüssel
wird so, wie in Figur 6 gezeigt, zunächst über das -Rohrende 30 gehalten. Anschließend
kann das Futter 42 gegenüber dem Kopf 41 gedreht werden, beispielsweise in die in
Figur 3 gezeigte Stellung, und der Ratschenschlüssel kann axial auf die überwurfmutter
31 geschoben werden. In axialer Draufsicht ist die dann erreichte Lage in Figur
4 dargestellt.
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Wenn die überwurfmutter 31 genügend weit verdreht ist, gibt es zwei
Möglichkeiten: - entweder öffnen sich die Mäuler in die gleiche Richtung, wie in
den Figuren 2 und 6 dargestellt; dann kann der Ratschenschlüssel radial von der
überwurfmutter 31 abgezogen werden - oder die Ausrichtung der Mäuler stimmt nicht
überein, wie in den Figuren 3 bis 5 gezeigt; dann wird der Ratschenschlüssel aus
der in Figur 4 als Beispiel gezeigten Position axial so weit auf dem Rohrende 30
verschoben bzw.
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auf das sich in die andere Richtung (nach hinten in Figur 3) erstreckende
zweite Rohrende, bis sich der in Figur 5 gezeigte Zustand ergibt, bei welchem das
Futter 42 nicht mehr im Eingriff ist mit der überwurfmutter 31 als dem zu verdrehenden
Teil. Nun kann das Futter 42 ungehindert gegenüber dem Kopf 41 verdreht werden bis
die Stellung nach den Figuren 2 und 6 (möglicherweise auch nur annähernd)
erreicht
ist und der Ratschenschlüssel radial abgezogen werden kann.
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Dabei kann das Futter mehrteilig ausgebildet sein, derart, daß in
sein Maul wenigstens ein dessen Kontur veränderndes, insbesondere die Schlüsselweite
verringerndes Einsatzteil einsetzbar ist.
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In den Figuren 7 bis 9 sind Beispiele solcher Einsatzteile dargestellt.
Sie haben den Vorteil, daß der Ratschenschlüssel für mehrere Maulweiten verwendbar
wird. Diesen Zweck könnte man allerdings auch schon dadurch erreichen, daß man an
einem gemeinsamen Griff zwei erfindungsgemäße Ratschenschlüssel anbringt. Darüber
hinaus können die besagten Einsatzteile noch in Gestalt von Einlagen, Ausfütterungen,
Distanzstücken und dergleichen zum Einsatz gelangen.
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In Figur 7 ist ein Stanzteil s vorgesehen, das eine der Flanken des
Futters 42 verkleidet. Dazu ist das Futter oben und unten in der Nähe der Flankenkanten
mit napfartigen Ausnehmungen a versehen, in welche Ausdrückungen p des u-förmigen
Standteiles s einrasten. Bei Nichtgebrauch kann dieses Einsatzteil s in eine Nische
n des Hebels 43 eingesetzt werden, wie es durch den Pfeil P angedeutet ist.
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In Figur 8 erhält eine der Flanken des Futters 42 in der Flankenmitte
eine Gewindebohrung b, in welche ein Gewindeansatz g eines Distanzblättchens d geschraubt
wird. Auch dieses bzw. mehrerer, verschiedener Stärke lassen sich in
Ausnehmungen
m des Einsatzteils unverlierbar unterbringen, wie es durch den Pfeil P angedeutet
ist.
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In Figur 9 ist als Einsatzteil wiederum ein Stanzteil e vorgesehen
mit zwei zueinander parallelen Flanken o und einem rohrnietartigen Distanzstift
f, welcher dem Orten und Festhalten einer Bohrung r des Futters 41 dient. Dieses
Einsatzteil e hält das zu verdrehende Teil, beispielsweise eine Schraube oder Mutter,
bezogen auf die Drehachse des Futters 42 im Kopf 41 in der Mitte fest.
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Die Knarrenköpfe gemäß Figur 1 und Figur 2 können bevorzugt an den
beiden Enden eines Schlüssels vorgesehen sein und damit ein gemeinsames System bilden.
Die Teilungsverhältnisse von Einsatzteil und Gesperre werden zweckmäßigerweise gewählt,
wie in den Ansprüchen 5 bzw. 6 angegeben.
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Aus der Figur 1 geht hervor, daß auf die Kraftschlüsse 1/I, 5/IV und
9/VII die Kraftschlüsse 2/so, 5/VI und 10/VIII folgen müssen; eindeutiger, übersichtlicher
und vollständiger noch zeigt dies das Schaubild nach Figur 10.
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Hierin ist die zwangsläufige Aufeinanderfolge der Kraftschlüsse während
eines Knarrenkopf/Nuß-Umlaufes derart versinnbildlicht, daß der Weg der Zwischenglieder
I-IX als horizontal, der der Zahnflanken (Angriffspunkte) 1-12 als diagonal und
die fortschreitenden Winkelgrade als vertikal verlaufenden Gerade erscheinen.
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Auf diese Weise zeigt das für das gewählte Ausführungsbeispiel gerfertigte
Schaubild, daß sich die aufeinanderfol-
genden Kraftschlüsse auf
drei regelmäßig gebrochene, analoge Linienzüge reihen, von denen jeder einzelne
offensichtlich an die Stelle der anderen treten kann; im weiteren Verlaufe der Beschreibung
gewinnt diese Tatsache besondere Bedeutung.
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Zählt man die Kraftschlüsse einer solchen Gruppe aus, so zeigt sich,
daß deren Zahl weder 9 noch 12 sondern 36 beträyt; dies bedeutet, daß hierbei für
den Weg des Handgriffes nicht 40° bzw. 30° sondern lediglich 10° benötigt werden.
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Eine Nachgreifeinrichtung, bei welcher ein derart kleiner Nachgrçifweg
sich erreichen ließ, ohne daß dabei die Zahl der Klinkenzähne so groß würde, daß
ihre Festigkeit in Gefahr geriete, ist bisher nicht bekannt geworden.
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Dabei sind die Möglichkeit der erfindungsgemäßen Einrichtuny in dieser
Hinsicht bisher nur andeutungsweise ausgeschöpft. Das Schema nach Figur 11 zeigt,
wie man trotz noch kleinerer Zähnezahl, also trotz noch stabilerer Zähne, noch kleinere
Nachgreifwege herbeiführen kann, wie es beispielsweise bei der Anwendung mit elektromechanischen
Werkzeugen erforderlich sein kann, die einen Antrieb über einen besonders kleinen
Winkelweg besitzen. Dies zu erreichen, wurde die Zahl der Zwischenglieder bei I-IX
belassen, dagegen Kraftangriffspunkte (Sperradzähne) 1-10 vorgesehen.
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Analog Figur 10 reihen sich auch in Figur 11 die aufeinanderfolgenden
Kraftschlüsse in einem gebrochenen Linienzug
aneinander, um sich
gemäß 1/1, 2/II, 3/111, 4/IV usw., dann 1/II, 2/III, 3/IV ..., dann 1/III, 2/IV,
3/V usw.
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zusammenzufinden.
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Durch Auszählen ermittelt man, daß die Zahl der Kraftschlüsse während
eines Umlaufes deren 90 beträgt, so daß der Handgriff von Eingriff/Kraftschluß zu
Eingriff nur noch um 4 Winkelgrade geschwenkt zu werden braucht.
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Eine entsprechende Rechenvorschrift lautet hierzu: w= 360 . q z1 .
z2 (Weg des Handgriffes in Winkelgraden w gleich 360 mal q geteilt durch Zahl der
Angriffspunkte z1 mal Zahl der Zwischenglieder z2) q bedeutet hierin den größten
der den beiden vorgenannten Zahlen gemeinsamen Quotienten, er besitzt in dem ersten
gewählten Beispiel (Zähnezahl = 12, Zwischengliederzahl = 9) den Wert 3.
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Im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels errechnet sich der gesuchte
Schwenkwinkel zu: w = 360 : 1 = 4 Winkelgrade.
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10 9 In Figur 2 entfällt bei dem hier gewählten Beispiel der hufeisenförmigen
Ausbildung des Schlüsselkopfes 41 und der
Nuß 42 ein Teil der Angriffspunkte
(Zähne) sowie der Zwischenglieder.
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Für die Arbeit des Systems verbleiben hier lediglich die Angriffspunkte
1, 2, 5, 9F 10, 11 und 12 sowie die Zwischenglieder I, II, III, IV, VIII und IX.
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Die Deckplatten erhalten einen entsprechenden Ausschnitt, behalten
jedoch ihre Funktion derart, daß auch hier die Nuß 42 innerhalb des Schlüsselkopfes
41 ausschließlich gesicherte rotierende Bewegungen ausführt.
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In Figur 11 signalisieren die geschwärzten Punkte, daß die Kraftübertragung
und die Rotation der Nuß innerhalb des Schlüsselkopfes gesichert bleiben, obwohl
nunmehr entlang den Geraden V, VI und VII sowie der Geraden 6, 7 und 8 keine Kraftschlüsse
mehr stattfinden.
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Die dargestellte Ausführungsform hat lediglich beispielhaften Charakter,
da das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip auch auf andere Werkzeuge übertragbar
ist, welche ein Antriebsmoment auf ein Element wirken lassen sollen, das in Richtung
seiner Drehachse für das Werkzeug zugänglich ist.