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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Ineinandergreifen
eines Antriebsrads und einer Sperrklinke für ein umkehrbares Ratschenwerkzeug.
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US
Patent Nr. 1,957,462 erteilt an Kress am 8. Mai 1934 offenbart einen
Ratschen-Schraubenschlüssel
bzw. eine Umschaltknarre mit einem Ratschenrad 24, das
in einer zylindrischen Vertiefung 23 in dem Kopfstück 22 aufgenommen
ist. Eine Sperrklinke 25 ist in einer zweiten zylindrischen
Ausnehmung 26 in dem Kopfstück 22 zum Steuern
der Bewegung des Ratschenrads 24 montiert. Die Sperrklinke 25 wird
durch einen von einer Feder vorgespannten Stempel 41 in
Position gehalten. Beim Drehen eines mit der Sperrklinke 25 verbundenen
Daumenstücks 58 ist
die Sperrklinke 25 zwischen zwei Positionen beweglich und
ermöglicht
so ein Antreiben und ein Ratschen eines Stecksockels in entgegen
gesetzten Richtungen. Die Sperrklinke 25 wird über eine
relativ große
Strecke in dem Kopfstück 22 gedreht,
d.h. das Kopfstück 22 muss
relativ groß sein,
um die Drehbewegung der Sperrklinke 25 zu ermöglichen.
Weiterhin greift die Sperrklinke 25 mit den Zähnen des
Ratschenrads 24 nur über
zwei Zähne ineinander,
d.h. der Schraubenschlüssel
ist nicht in der Lage, hohe Drehmomente auszuhalten.
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US
Patent Nr. 4,328,720 erteilt an Shiel am 11. Mai 1982 offenbart
einen Stecksockel-Schraubenschlüssel
mit einem Antriebsring 30, einer Sperrklinke 50,
die in eine Ausnehmung 52 in dem Kopfstück 21 des Stecksockel-Schraubenschlüssels montiert
ist und die zwei gezahnte Bereiche 56 und 57 aufweist,
und einem externen Klinkenhandgriff 53 zum Steuern der
Position der Sperrklinke 50, wodurch bewirkt wird, dass
ein gewünschter
von den gezahnten Bereichen 56 und 57 mit einem
mit einer Sperrvorrichtung versehenen äußeren Umkreisabschnitt 48 des
Antriebsrings 30 eingreift, und dadurch die Antriebsrichtung ändert. Dennoch
sind zu viele Komponenten in diesem Stecksockel-Schraubenschlüssel und das Kopfstück 21 ist
relativ groß,
weil es die Bauteile aufnehmen muss. Das Herstellen und das Zusammenbauen
der Komponenten ist sowohl mühsam
als auch zeitaufwändig.
Zusätzlich
ist die Übertragung
zwischen den Elementen zum Ändern der
Antriebsrichtung nicht zuverlässig,
weil der Klinkenhandgriff 53 die Sperrklinke 50 nicht
direkt betätigt.
Des Weiteren weist jeder gezahnte Bereich 56, 57 nur
zwei Zähne
auf, d.h. der Stecksockel-Schraubenschlüssel ist nicht in der Lage,
hohe Drehmomente auszuhalten.
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US
Patent Nr. 5,626,062 erteilt an Colvin am 6. Mai 1997 offenbart
einen Ratschenschlüssel
mit einem Antriebsrad 48, das in einem Kopfstück 44 des Schraubenschlüssels montiert
ist. Eine Umkehrsperrklinke 60 ist in dem Kopfstück 44 montiert
und weist Zähne 62 auf
zum Eingreifen mit den Antriebszähnen 50 des
Antriebsrads 48 zum Erzeugen von Antrieb und zum Ratschen
des Stecksockels 22 in entgegen gesetzten Richtungen, die
durch Bewegen der Umkehrsperrklinke zwischen zwei Positionen unter
der Steuerung eines Umkehrhebels 102 umkehrbar sind. Die
Umkehrsperrklinke 60 wird über einen relativ langen Abstand
in dem Kopfstück 44 gedreht, d.h.
der Kopf muss ausreichend groß sein,
um die Drehbewegung der Umkehrsperrklinke 60 zu ermöglichen.
Weiterhin greift die Sperrklinke 60 mit den Zähnen 50 des
Antriebsrads 48 nur über
zwei Zähne ein,
d.h. der Schraubenschlüssel
ist nicht in der Lage, hohe Drehmomente auszuhalten.
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US
Patent Nr. 4,762,033 erteilt an Chow am 9. August 1988 offenbart
einen Ratschenschraubenschlüssel
mit einem Antriebskopf 30 mit inneren Antriebszähnen 42.
Eine innere Baugruppe 34 ist drehbar in dem Antriebskopf 30 montiert
und weist einen Ansatzbolzen 56 zum Ankoppeln eines Werkzeugs auf.
In der inneren Baugruppe 34 ist eine Sperrklinke 46 montiert,
die mit den Zähnen 42 ineinander
greift. Beim Drehen einer Steuerungsplatte 60 wird die Sperrklinke 46 zwischen
zwei Positionen beweglich und ermöglicht damit ein Antreiben
und ein Ratschen eines Stecksockels in entgegen gesetzten Richtungen
vermittels der Übertragung
eines in der inneren Baugruppe montierten, zusammenkoppelnden, elastischen,
federartigen Drahts 104. Die Sperrklinke 46 greift über etwa
fünf Zähne mit
den Zähnen 42 ein und
kann daher ein höheres
Drehmoment aushalten. Dennoch muss der Benutzer beide Hände benutzen, um
die Antriebsrichtungen umzuschalten. Darüber hinaus gibt es in diesem
Schraubenschlüssel
zu viele Bauteile und das Kopfstück
muss relativ groß sein, um
die Bauteile aufzunehmen und um die Bewegung der Sperrklinke 46 zu
ermöglichen.
Das Herstellen und Zusammenbauen dieser Bauteile ist sowohl mühsam als
auch zeitaufwändig.
Darüber
hinaus tendiert der Draht 104 zu Fehlfunktionen infolge
von Ermüdungserscheinungen
und versagt somit darin, die erforderlichen Umschaltrichtung bereitzustellen.
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US
Patent Nr. 4,520,697 erteilt an Moetteli am 4. Juni 1985 offenbart
einen Ratschenschlüssel bzw.
eine Umschaltknarre mit einem mit einem Loch versehenen Kopfstück 22', das innere
Ratschenzähne 30' aufweist. In
dem Kopfstück 22' ist ein Antriebselement 32' mit einem hexagonalen
Antriebsbereich 36' montiert.
Ebenfalls ist in dem Kopfstück 22' eine Sperrklinke 54' montiert, die
einen ersten Satz von Antriebszähnen 58' und einen zweiten
Satz von Antriebszähnen 60' zum wählbaren
Ineinandergrei fen mit den Zähnen 30' aufweist. Eine
Umkehrplatte 70' ist
oben auf dem Antriebselement 32' montiert und umfasst zwei Umkehrstifte 74' zum Verbinden
mit der Sperrklinke 54'.
Die Ratschenwirkung ist umkehrbar, indem einfach die Umkehrstifte 74' bewegt werden. Dennoch
gibt es in diesem Schraubenschlüssel
zu viele Komponenten, und das Kopfstück ist groß, weil es die Komponenten
aufnehmen muss. Darüber
hinaus ist die Herstellung und der Zusammenbau sowohl mühsam als
auch zeitaufwändig.
Des Weiteren greift die Sperrklinke 54' nur über zwei Zähne mit den Zähnen 30' ineinander,
d.h. der Schraubenschlüssel ist
nicht in der Lage, hohe Drehmomente auszuhalten.
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US
Patent Nr. 3,337,014 erteilt an Sandrick am 22. August 1967 offenbart
einen Ratschenschraubenschlüssel
mit einem Kopfstück 10,
der mit Antriebszähnen 15 an
seinem innernen Umfang versehen ist. In dem Kopfstück 10 ist
eine doppelendige Sperrklinke 26 montiert, die durch einen
von einer Feder angedrückten
Stempel 38 drehbar ist. Durch Drehen eines Fingerstücks 36 ist
die Sperrklinke 26 zwischen zwei Positionen beweglich und
stellt so ein Antreiben und ein Ratschen eines Stecksockels in entgegen
gesetzten Richtungen bereit. Dennoch gibt es in diesem Schraubenschlüssel zu
viele Bauteile und das Kopfstück
ist groß,
weil es die Bauteile aufnehmen muss. Darüber hinaus ist die Herstellung und
der Zusammenbau sowohl mühsam
als auch zeitaufwändig.
Die Sperrklinke 26 greift nur über drei Zähne mit den Zähnen 15 ineinander,
d.h. der Schraubenschlüssel
ist nicht in der Lage, hohe Drehmomente auszuhalten. Des weiteren
muss ein Benutzer zwei Hände
benutzen, um die Antriebsrichtung umzuschalten.
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US
Patent Nr. 5,144,869 erteilt an Chow am 8. September 1992 offenbart
einen Ratschenschlüssel
mit einem Handgriff mit zwei Ringschlüsselenden, die jeweils ein
darin montiertes Ratschenrad 12 aufweisen. Eine Sperrklinke 20 greift
mit jedem Ratschenrad 12 ein. Ein Knauf 30 ist
in der Mitte des Handgriffs montiert und nimmt eine Scheibe 40 auf, die
durch zwei federnde Elemente 26 mit jeder Sperrklinke 20 verbunden
ist. Wenn der Knauf 30 und die Scheibe 40 gedreht
werden, wird bewirkt, dass der erste gezahnte Abschnitt 22 und
der zweite gezahnte Abschnitt 23 von jeder Sperrklinke 20 mit
dem zugeordneten Ratschenrad 12 durch Übertragung durch die federnden
Elemente 26 ineinander greifen, wodurch die Übertragungsrichtung
für das
Drehmoment auf das Ratschenrad 12 gesteuert wird. Dennoch
tendieren die federnden Platten 26 zu Fehlfunktionen infolge
von Ermüdungserscheinungen.
Darüber
hinaus kann die Position von jeder Sperrklinke 25 nicht
genau gesteuert werden. Der Aufbau des Handgriffs ist schwach, weil
er zum Bereitstellen eines Raums zum Aufnehmen des Knaufs 30,
der federnden Elemente 26 und der Sperrklinken 25 bearbeitet
werden muss. Darüber
hinaus greift jede Sperrklinke 25 mit dem Ratschenrad 12 nur über zwei
Zähne ineinander,
d.h. der Schraubenschlüssel
ist nicht in der Lage, hohe Drehmomente auszuhalten.
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US
Patent Nr. 3,393,780 erteilt an Killness am 23. Juli 1968 offenbart
einen Ratschenschlüssel umfassend
ein Kopfstück 11 mit:
einer kreisförmigen Öffnung 13,
die ein drehbares Element drehbar aufnimmt, wobei das drehbare Element 12 eine
Reihe von entlang eines äußeren zylindrischen
Abschnitts ausgebildeten und radial hervorstehenden Antriebszähnen 14 aufweist,
und eine Sperrklinkenausnehmung 19, die den Antriebszähnen 14 gegenüberliegend
angeordnet ist und zwei Lageroberflächen aufweist, die in einer
Richtung weg von den Antriebszähnen
aufeinander zulaufen. In der Sperrklinkenausnehmung ist eine Sperrklinke 21 beweglich
aufgenommen, wobei die Sperrklinke 21 eine bogenförmige Seite
aufweist mit einer Reihe von Zähnen 22,
die alle für
ein umkehrbares Ineinandergreifen mit den Antriebszähnen 14 benutzt
werden und die in eine vollständige,
gleichsinnige Antreibe-Ineinandergreifung für den Antriebshub des Ratschen-
bzw. Antriebsmechanismus gebracht werden, und zwei Seiten, die die
bogenförmige
Seite miteinander verbinden, welche Seiten geneigt sind und in einem
V-förmigen
Scheitelpunkt der Sperrklinke aufeinander zulaufen und die Lageroberflächen ausbilden,
die mit den aufeinander zulaufenden Seiten der Sperrklinkenausnehmungen
zusammenpassen, um die Last der Sperrklinken auf das Hauptelement
in den Antriebsrichtungen zu übertragen.
Eine Schiebeplatte 26 ist drehbar in der kreisförmigen Öffnung oberhalb des
drehbaren Elements 12 angeordnet. Eine Kugel 23 wird
elastisch unterstützt
von einer Feder 24, die in einer Bohrung 25 in
dem Hauptelement 10 enthalten ist und die mit einer von
zwei Arretierungsoberflächen
auf den Seiten des V-förmigen
Scheitels eingreift, während
die andere der Arretierungsoberflächen sich auf einer entsprechenden
der Lageroberflächen
der Sperrklinkenausnehmungen abstützt. Der Benutzer muss beide
Hände benutzen,
um die Schiebeplatte zu drehen und um die Antriebsrichtung umzukehren.
Ein radialer Fortsatz 28 der Drehplatte 28 tritt
in eine Nut 29 auf der Sperrklinke ein, um die Schiebeplatte
für eine
enge gleitende Passung mit der Sperrklinke zu verbinden, so dass
die Sperrklinke während
des Rückwärtshubs
des Antriebsmechanismus geführt
wird und wenn die Schiebeplatte gedreht wird, die Sperrklinke in
eine andere Position gedrängt wird,
so dass die Sperrklinke dazu gebracht wird, sich gegen die andere
Lageroberfläche
in der Sperrklinkenausnehmung abzustützen.
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17 der
Zeichnungen veranschaulicht ein Ratschenwerkzeug mit einem Kopfstück 11', das ein erstes
Abteil 121' zum
Aufnehmen eines Antriebselements 20' mit einem Rat schenrad 21', ein zweites Abteil 122' zum Aufnehmen
einer Sperrklinke 30' und ein
drittes Abteil 123' zum
Aufnehmen eines Umschaltblocks 40' aufweist. Die Sperrklinke 30' umfasst Zähne 31', die auf ihrer
ersten Seite zum Ineinandergreifen mit Zähnen des Ratschenrads 21' ausgebildet
sind. Der Umschaltblock 40' weist
eine erste Seite mit zwei wirksamen Abschnitten 416' auf, um sich
wählbar
auf einer zweiten Seite der Sperrklinke 30' abzustützen. Eine zweite Seite des
Umschaltblocks 40' umfasst
zwei bogenförmige
Nuten 414'. Ein
Daumenstück 42' umfasst einen
Stamm 421',
der sich durch ein Loch 13' in
dem Kopfstück 11' erstreckt,
ein vertikales Loch 413' in
dem Umschaltblock 40' und
ein Loch 71' einer
Abdeckung 70'.
Eine Feder 61' ist
in einer Aushöhlung 14' in dem Stegbereich
des Werkzeugs zum Forcieren einer Kugel 62' montiert, so dass sie mit einer
der Nuten 414' ineinander
greift. Ein elastischer Ring 50' ist um einen Stutzen 411' auf dem Umschaltblock 40' herumgewickelt
und umfasst ein eingreifendes Ende 51', das in ein Loch 32' der Sperrklinke 30' eingreift.
Beim Drehen des Daumenstücks 42' ist die Sperrklinke 30' zwischen zwei
Positionen beweglich und ermöglicht daher
das Antreiben und Ratschen eines Stecksockels in entgegen gesetzten
Richtungen durch den Antrieb des Umschaltblocks 40' und den elastischen Ring 50'. Die Sperrklinke 30' greift mit
dem Ratschenrad durch mehr Zähne
ineinander und kann daher ein höheres
Drehmoment aushalten. Dennoch weist die Sperrklinke 30' einen langen
Verstellweg in dem Kopfstück 11' auf, und das
Kopfstück 11' muss relativ
groß ausgeführt sein
zum Aufnehmen des Ratschenrads 21', der Sperrklinke 30' und des Umschaltblocks 40', um die Drehbewegung
der Sperrklinke 30' und
des Umschaltblocks 40' zu
ermöglichen.
Darüber
hinaus ist der elastische Ring 50' erforderlich zum Übertragen
der Kraft von dem Umschaltblock 40' auf die Sperrklinke 30', um die Antriebsrichtung
zu verändern.
Genauer gesagt kann die Position der Sperrklinke 30' nicht genau
kontrolliert werden. Darüber
hinaus tendiert der elastische Ring 50' zu Fehlfunktionen infolge von
Ermüdungserscheinungen.
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Zusammenfassend
ist zu sagen, dass die oben genannten herkömmlichen Ratschenwerkzeuge
darin versagen, einen Einsatz mit hohen Drehmomenten bereitzustellen,
weil die meisten der Sperrklinken mit dem Ratschenrad über maximal
drei oder fünf
Zähne ineinander
greifen. Das Kopfstück
des Ratschenwerkzeugs muss zum Aufnehmen dieser Bauteile relativ
groß ausgeführt sein
und ist daher in einem begrenzten Raum schwierig zu benutzen. Allgemein
verwendet ein erfahrener Benutzer zum Anziehen oder Lösen einer
Schraube in einem begrenzten Raum einen Kombinationsschraubenschlüssel, einen
Einmaulschlüssel
mit zwei offenen Enden oder einen Ringschlüssel. Jedoch wird gefunden,
dass die freie Drehung des Ratschenwerkzeugs während des Ratschens zu groß ist (größer als
der theoretische Wert von 5°),
weil die Sperrklinke einen langen Verschiebeweg aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung beabsichtigt, ein verbessertes Ineinandergreifen
des Antriebsrads mit der Sperrklinke für ein umschaltbares Ratschenwerkzeug
bereitzustellen, das die oben genannten Probleme abmildert und/oder überwindet.
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Es
ist ein primäres
Ziel der vorliegenden Erfindung, ein umschaltbares Ratschenwerkzeug
bereitzustellen mit einem verbesserten Ineinandergreifen des Antriebsrads
mit der Sperrklinke, um dabei ein verbessertes Antriebsdrehmoment
bereitzustellen, während
das Kopfstück
eine minimale Größe behält.
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Wie
beansprucht umfasst ein Ratschenwerkzeug einen Handgriff; ein Kopfstück, das
sich von dem Handgriff erstreckt und das ein erstes Abteil und ein
mit dem ersten Abteil verbundenes zweites Abteil aufweist; ein Antriebsrad,
das drehbar in dem ersten Abteil montiert ist, wobei das Antriebsrad
einen äußeren Umkreisumfang
mit einer Vielzahl von ersten Zähnen
enthält;
eine Sperrklinke, die in dem zweiten Abteil montiert ist und die
eine erste Seite mit einer Vielzahl von den ersten Zähnen des
Antriebsrads gegenüberstehenden
zweiten Zähnen
aufweist, wobei die Sperrklinke eine zweite Seite aufweist, die
von dem Antriebsrad abgewendet ausgerichtet ist, wobei die zweite
Seite der Sperrklinke zwei beabstandete operative Bereiche enthält. Das
Ratschenwerkzeug umfasst ferner ein Vorspannmittel, das in dem zweiten
Abteil zum Vorspannen der Sperrklinke in Richtung auf das Antriebsrad
montiert ist, so dass alle zweiten Zähne der Sperrklinke gleichzeitig
mit den ersten Zähnen
des Antriebsrads einklinken, und zum Vorspannen der Sperrklinke,
so dass diese sich gegen eine das zweite Abteil definierende Wand
abstützt;
und ein drehbar an dem Kopfstück
montiertes Schaltelement umfassend ein erstes Ende, das dazu angepasst
ist, sich mit der Sperrklinke zu bewegen und gleitend in die Sperrklinke
einzugreifen und zu bewirken, dass das Vorspannmittel mit einem
der operativen Bereiche der Sperrklinke eingreift, wobei das Schaltelement
ferner ein zweites Ende zur manuellen Bedienung umfasst, wobei das
Schaltelement drehbar zwischen zwei Positionen beweglich ist zum wählbaren
Bewirken, dass die Sperrklinke ihre Position verändert, wodurch eine Veränderung
der Antriebsrichtung des Ratschenwerkzeugs ermöglicht wird.
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Erfindungsgemäß wird das
Schaltelement drehbar in dem zweiten Abteil zurückgehalten, die Sperrklinke
umfasst ferner einen vertikalen Schlitz und das erste Ende des Schaltelements
enthält
ferner ein Dornteil, welches gleitend in dem vertikalen Schlitz
der Sperrklinke aufgenommen wird, so dass eine Drehbewegung des
Schaltelements bewirkt, dass das Dornteil entlang des vertikalen
Schlitzes gleitet und somit die Sperrklinke dazu antreibt, sich
in Bezug auf das Antriebsrad und das Vorspannmittel zu bewegen.
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Ein Übergangs-
bzw. Stegbereich zwischen dem Handgriff und dem Kopfstück kann
eine Aushöhlung
zum Aufnehmen des Vorspannmittels enthalten. Das Vorspannmittel
kann ferner eine Kugel enthalten, die zum lösbaren Eingreifen mit einem
der operativen Bereiche teilweise in der Aushöhlung aufgenommen ist, und
ein elastisches Element in der Aushöhlung zum Vorspannen der Kugel
in Richtung auf einen der operativen Bereiche.
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Jeder
der operativen Bereiche kann eine Nut mit einem linear gestreckten
Bereich sein, welcher Bereich unter einem Winkel mit einer longitudinalen Richtung
des Kopfstücks
ist. Die linear gestreckten Bereiche der Nuten können durch einen Rückenvorsprung
beabstandet sein. Die Sperrklinke wird von dem Antriebsrad gelöst und die
Kugel gleitet über den
Rückenvorsprung
hinweg von der einen der Nuten zu der anderen der Nuten.
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Das
Antriebsrad kann einen inneren Umkreis zum lösbaren Eingreifen mit einer
Schraube umfassen. Alternativ enthält das Antriebsrad ein Antriebselement,
das sich davon zum lösbaren
Eingreifen mit einem Stecksockel erstreckt.
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Das
Ratschenwerkzeug nach der vorliegenden Erfindung kann ein viel höheres Drehmoment aushalten
und weist einen minimalen freien Drehwinkel auf, was beim Einsatz
in einem begrenzten Raum sehr nützlich
ist. Darüber
hinaus kann die Antriebsrichtung durch leichtes Bedienen des Schaltelements verändert werden.
Die Anordnung zum Erzielen der Antriebsrichtungsumschaltung ist
einfach und belässt
den Kopf dadurch in einer minimalen Größe durch Bereitstellen eines
Schaltelements mit einem Dornteil, das gleitend in dem vertikalen
Schlitz der Sperrklinke aufgenommen wird. Andere Aufgaben, Vorteile
und neuartige Merkmale der Erfindung werden ersichtlicher aus der
folgenden ausführlichen
Beschreibung, wenn diese zusammen mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen
wird. Bei den Zeichnungen gilt:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, teilweise in Explosionsdarstellung,
eines umschaltbaren Ratschenwerkzeugs nach der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des umschaltbaren Ratschenwerkzeugs
nach der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Querschnittsansicht eines Endbereichs des umschaltbaren Ratschenwerkzeugs
nach der vorliegenden Erfindung in einem vergrößerten Maßstab;
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4 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich wie 3,
wobei das Antriebsrad des umschaltbaren Ratschenwerkzeugs um 1° gedreht
ist;
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5 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich der 3,
wobei das Antriebsrad des umschaltbaren Ratschenwerkzeugs um 2° gedreht
ist;
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6 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich der 3,
wobei das Antriebsrad des umschaltbaren Ratschenwerkzeugs um 3° gedreht
ist;
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7 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich der 3,
wobei das Antriebsrad des umschaltbaren Ratschenwerkzeugs um 4° gedreht
ist;
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8 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich der 3,
wobei das Antriebsrad des umschaltbaren Ratschenwerkzeugs um 5° gedreht
ist;
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9 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich der 3,
wobei die Kugel in einer Nut in der Sperrklinke zurückgehalten
wird;
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10 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich der 9,
wobei die Kugel in eine Position zwischen den zwei Nuten in der
Sperrklinke bewegt wird;
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11 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich der 9,
in der die Kugel in die andere Nut in der Sperrklinke bewegt worden
ist;
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12 ist
eine perspektivische Ansicht teilweise in Explosionsdarstellung
einer zweiten Ausführungsform
des umschaltbaren Ratschenwerkzeugs nach der vorliegenden Erfindung;
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13 ist
eine perspektivische Ansicht des umschaltbaren Ratschenwerkzeugs
in 12;
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14–16 sind
Ausführungsformen,
die in Bezug auf das umschaltbare Ratschenwerkzeug in 12 abgeändert sind;
und
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17 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines herkömmlichen
Ratschenwerkzeugs.
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Mit
Verweis auf die 1–13 und
zunächst
auf die 1 und 2, wird
ein Ratschenwerkzeug nach der vorliegenden Erfindung durch das Referenzzeichen 100 bezeichnet
und weist einen Handgriff 101 und ein sich von dem Handgriff 101 erstreckendes
Kopfstück 10 auf.
Das Kopfstück 10 umfasst
ein relativ größeres, erstes
Abteil 11 und ein mit dem ersten Abteil 11 in
Verbindung stehendes, relativ kleineres Abteil 12. Eine
das zweite Abteil 12 definierende Wand enthält eine
Aushöhlung 13, die
vorzugsweise in einem Stegbereich (nicht bezeichnet) zwischen dem
Handgriff 101 und dem Kopfstück 10 angeordnet ist.
Das Kopfstück 10 enthält auf seiner
Oberseite ferner einen ausgenommenen Abschnitt 14, wobei
der ausgenommene Ab schnitt 14 in der Nähe des zweiten Abteils 12 einen Vorsprung 15 enthält.
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In
dem ersten Abteil 11 sind drehbar montiert ein Antriebsrad 20,
das einen inneren Umkreis 21 zum Eingreifen mit einer Schraube
(d.h. einer Nuss oder einem Schraubenkopf) zum Anziehen oder Lösen, und
in seinem äußeren Umkreis
eine Vielzahl von Zähnen 22 enthält. Eine
Sperrklinke 30 ist in dem zweiten Abteil 12 montiert
und umfasst eine bogenförmige
erste Seite 31, die den Zähnen 22 des Antriebsrads
gegenübersteht.
Die bogenförmige
erste Seite weist eine Vielzahl von Zähnen 311 zum Eingreifen
mit den Zähnen 22 des
Antriebsrads auf. Die Sperrklinke 30 umfasst ferner eine
zweite Seite 32, die von dem Antriebsrad 20 weggerichtet
ist. Die zweite Seite 32 umfasst zwei operative Abschnitte, d.h.
zwei bogenförmige
Nuten 34, die durch einen Rückenvorsprung 33 beabstandet
sind. Vorzugsweise umfasst jede bogenförmige Nute 34 einen
lang gestreckten Abschnitt 36 (3), der
sich in der Nähe des
Rückenvorsprungs 33 befindet
und der unter einem Winkel mit einer Längsrichtung des Handgriffs 101 ist.
Die Sperrklinke 30 umfasst ferner einen vertikalen Schlitz 35,
der vorzugsweise mit dem Rückenvorsprung 33 ausgerichtet
ist.
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Ein
Vorspannmittel 40 ist in der Aushöhlung 13 montiert.
In dieser Ausführungsform
umfasst das Vorspannmittel 40 eine Kugel 41, die
mit einer der Nuten 34 ineinander greift, und ein elastisches
Element 42 zum Vorspannen der Kugel 41 zum Ineinandergreifen
mit dem langgestreckten Abschnitt 36 der Nut 34.
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Eine
Abdeckung 50, dazu ausgebildet, mit dem Kopfstück überein zu
stimmen, ist in dem ausgenommenen Abschnitt 14 montiert
und umfasst eine erste Öffnung 51,
die mit dem ersten Abteil 11 ausgerichtet ist und eine
mit dem zweiten Abteil 12 ausgerichtete, zweite Öffnung 52.
Die Abdeckung 50 umfasst ferner zwei Löcher 53, die mit zwei
Schraubenlöchern 141 in
dem ausgenommenen Abschnitt 14 ausgerichtet sind. Schrauben 54 sind
durch die Löcher 53 und 141 montiert,
um die Abdeckung 50 auf dem Kopfstück 10 zu befestigen.
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Ein
Umschaltelement 60 umfasst einen Vorsprung 61,
der auf einem Ende des Umschaltelements angeordnet ist und der sich
durch die zweite Öffnung 52 der
Abdeckung 51 in das zweite Abteil 12 hinein erstreckt.
Ein Dornstück 63 springt
von dem Vorsprung 61 in den vertikalen Schlitz 35 der
Sperrklinke 30 vor. Der Vorsprung 61 umfasst in
seinem äußeren Umkreis
ferner eine kreisförmige
Nut 62, und eine C-Klammer 64, die in der kreisförmigen Nut 62 montiert
ist, um das Umschaltelement 60 drehbar in dem zweiten Abteil 12 des
Kopfstücks 10 zurückzuhalten.
Der Vorsprung 61 ruht auf dem Vorsprung 15 des
ausgenommenen Abschnitts 14, um eine stabile Stütze für das Umschaltelement 60 bereitzustellen.
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In 3 ist
das Ratschenwerkzeug nach dem Zusammenbau ist gezeigt. Es wird gewürdigt, dass
die Sperrklinke 30 über
mindestens zwölf
(12) Zähne
mit dem Antriebsrad 20 ineinander greift und daher höhere Drehmomente
während
des Antriebs (Ratschens) aushalten kann. Es wird angemerkt, dass
die Kugel 41 unter der Wirkung des elastischen Elements 42 eine
Kraft auf den lang gestreckten Abschnitt 36 der Nut 34 auf
der zweiten Seite 32 der Sperrklinke 30 ausübt. Infolge
dessen wird zum Treiben der Sperrklinke 30 die Kraft als
eine radiale Kraft entlang der radialen Richtung (die horizontale
Richtung wie in 3 zu sehen) um die Zähne 22 des
Antriebsrads 20 sicher einzugreifen, und als eine Abwärtskraft
(wie in 3 gesehen) zum Treiben der Sperrklinke 30,
um gegen die das zweite Abteil 12 definierende Wand sich
abzustützen,
aufgebracht. Damit wird das während
des Ratschens auf die Sperrklinke 30 wirkende Drehmoment
auf die das zweite Abteil 12 definierende Wand übertragen.
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Die 4 bis 8 veranschaulichen
die freie Drehung des Antriebsrads 20. Es wird angemerkt,
dass die Sperrklinke 30 mit den Zähnen 22 des Antriebsrads
erneut eingreift, nachdem sich das Antriebsrad 20 um 5° (für ein Antriebsrad
mit zweiundsiebzig (72) Zähnen)
gedreht hat. Genauer weist das Ratschenwerkzeug einen minimalen
freien Drehwinkel während
des Ratschens auf, was mit herkömmlichen
Ratschenwerkzeugen unmöglich
erzielt werden kann.
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Das
in 9 gezeigte Ratschenwerkzeug befindet sich in einem
Zustand bereit zum Antreiben (Ratschen) in Richtung des Uhrzeigers.
Insbesondere ist die Drehung des Antriebsrads 20 im Gegenuhrzeigersinn
die freie Drehung. Wenn die Antriebsrichtung verändert werden soll, kann der
Benutzer ein operatives Ende 65 des Umschaltelements 60 drehen
(durch den Daumen der den Handgriff 101 fassenden Hand)
aus seiner oberen Position (siehe 9) in eine
in 10 gezeigte, mittlere Position. Das Dornteil 63 des
Umschaltelements 60 bewegt sich von einem Ende des Schlitzes 35 der
Sperrklinke, die proximal zu der Kugel 41 ist, zu dem anderen Ende
des Schlitzes 35, der distal zu der Kugel 41 ist. Die
durch das operative Dornteil 63 aktivierte Sperrklinke
bewegt sich in Richtung auf die Kugel 41 und drängt auf
diese Weise die Kugel 41 in die Aushöhlung 13 und komprimiert
das elastische Element 42. Wie in 10 veranschaulicht,
löst sich
die Sperrklinke 30 von den Zähnen 22 des Antriebsrads,
wenn sich das operative Ende 64 des Umschaltelements 60 in
seiner mittleren Position befindet.
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Mit
Verweis auf 11 bewirkt die weitere Drehbewegung
des operativen Endes 65 des Umschaltelements 60 in
seine untere Position, dass sich das Dornteil 63 des Umschaltelements 60 von
dem anderen Ende des Schlitzes 35 der Sperrklinke 30, das
distal zu der Kugel 41 ist, zurück zu dem Ende des Schlitzes 35,
das proximal im Bezug auf die Kugel 41 ist, bewegt. Die
Sperrklinke 30, aktiviert durch das wirksame Dornteil 63,
bewegt sich unter der Wirkung des elastischen Elements 42 von
der Kugel 41 weg, um mit den Zähnen 22 des Antriebsrads
erneut ein zu greifen. Darüber
hinaus gleitet die Kugel 41 über den Rückenvorsprung 43 in
die andere Nut 34. So ist das in 11 gezeigte
Ratschenwerkzeug in einem Zustand, zum Antreiben (Ratschen) entgegen den
Uhrzeigersinn. Insbesondere ist die Drehung des Antriebsrads 20 im
Uhrzeigersinn die freie Drehung. Die Kugel 41 übt unter
der Wirkung des elastischen Elements 42 eine Kraft auf
den langgestreckten Abschnitt 36 der anderen Nut 34 aus.
Die Kraft wird aufgebracht als eine radiale Kraft, um die Sperrklinke entlang
der radialen Richtung zu treiben, um sicher mit den Zähnen 22 des
Antriebsrads 20 ineinander zu greifen, und als eine aufwärts gerichtete
Kraft (wie in 11 zu sehen), um die Sperrklinke 30 so
zu treiben, dass sie sich gegen die das zweite Abteil 12 definierende
Wand abstützt.
Auf diese Weise wird das während
des Antreibens (Ratschens) auf die Sperrklinke 30 wirkende
Drehmoment auf die das zweite Abteil 12 definierende Wand übertragen.
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Die 12 und 13 veranschaulichen eine
andere Ausführungsform
der Erfindung, wobei gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
werden, außer
dass die Bezugszeichen mit einem Strich gekennzeichnet sind. In
dieser Ausführungsform
weist das Ratschenwerkzeug 100' einen Handgriff 101' und ein sich
von dem Handgriff 101' erstreckendes
Kopfstück 10' auf. Das Kopfstück 10' umfasst ein
relativ größeres erstes
Abteil 11'und ein
mit dem ersten Abteil 11' kommunizierendes,
relativ kleineres Abteil 12'.
Eine das zweite Abteil 12' definierende
Wand enthält
eine Aushöhlung 13', die vorzugsweise
in einem Stegbereich (nicht bezeichnet) zwischen dem Handgriff 101' und dem Kopfstück 10' angeordnet
ist. Eine Oberseite des Kopfstücks 10' enthält eine
erste Öffnung 16', die mit dem
ersten Abteil 11' kommuniziert,
und eine zweite Öffnung 17', die mit dem
zweiten Abteil 12' kommuniziert.
Um die zweite Öffnung 17' herum ist ein
sektorähnlicher
ausgenommener Abschnitt 18' ausgebildet.
Das Kopfstück 10' umfasst an
seiner Unterseite ferner einen ausgenommenen Bereich 14', wobei der
ausgenommene Abschnitt 14' zwei
Schraubenlöcher 141' enthält.
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In
dem ersten Abteil 11' ist
ein Antriebsrad 20' drehbar
gelagert, welches Antriebsrad an seinem äußeren Umkreis eine Vielzahl
von Zähnen 22' enthält. Ein
Antriebselement 23' erstreckt
sich von dem Antriebsrad 20',
um lösbar
mit einer Schraube (beispielsweise einer Mutter oder einem Schraubenkopf) zum
Festziehen oder Lösen
einzugreifen. Eine Sperrklinke 30' ist im zweiten Abteil 12' montiert und umfasst
eine bogenförmige
erste Seite 31',
die den Zähnen 22' des Antriebsrads
gegenüber
steht. Die bogenförmige
erste Seite 31' weist
eine Vielzahl von Zähnen 311' auf. Die Sperrklinke 30' umfasst ferner eine
zweite Seite 32, die von dem Antriebsrad 20' wegzeigt. Die
zweite Seite 32' umfasst
zwei operative Abschnitte, beispielsweise zwei bogenförmige Nuten 34', die durch
einen Rückenvorsprung 33' beabstandet
sind. Vorzugsweise umfasst jede Nut 34' einen lang gestreckten Abschnitt,
der in der Nähe
des Rückenvorsprungs 33' ausgebildet
ist und in einem Winkel mit einer Längsrichtung des Handgriffs 101' steht. Die
Sperrklinke 30' umfasst
ferner einen ver tikalen Schlitz 35', der vorzugsweise mit dem Rückenvorsprung 33' ausgerichtet
ist.
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In
der Aushöhlung 13' ist ein Vorspannmittel 40' montiert. In
dieser Ausführungsform
umfasst das Vorspannmittel 40' eine Kugel 41', die mit einer
der Nuten 34' ineinander
greift, und ein elastisches Element 42' zum Vorspannen der Kugel 41', so dass diese
mit der Nut 34' eingreift.
So wird die Sperrklinke 30' mit
den Zähnen 22' des Antriebsrads
durch mindestens zwölf
(12) Zähne
eingreifen, so dass das Ratschenwerkzeug während des Antreibens (Ratschens)
ein höheres
Drehmoment aushalten kann.
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Eine
Abdeckung 50',
die so ausgebildet ist, dass sie dem Kopfstück 10' entspricht, ist in dem ausgenommenen
Abschnitt 14' montiert
und umfasst eine Öffnung 51', durch die
sich ein Antriebselement 23' erstreckt.
Die Abdeckung 50' umfasst
ferner zwei Löcher 53', die mit den
Schraubenlöchern 141' in dem ausgenommenen
Abschnitt 14' ausgerichtet sind.
Schrauben 54' sind
durch die Löcher 53' und 141' montiert, um
die Abdeckung 50' auf
dem Kopfstück 10' zu befestigen.
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In
dem sektorähnlichen
ausgenommenen Bereich 18' des
Kopfstücks 10' ist ein Umschaltelement 60' drehbar montiert.
Das Umschaltelement 60' umfasst
einen Vorsprung 61',
der auf einem Ende davon ausgebildet ist, und der sich durch die
zweite Öffnung 17' in das zweite
Abteil 12' erstreckt.
Ein Dornstück 63' springt von
dem Vorsprung 61' in
den vertikalen Schlitz 35' der
Sperrklinke 30' hervor.
Der Vorsprung 61' umfasst
an seinem äußeren Umkreis
ferner eine kreisförmige
Nut 62',
und in der kreisförmigen
Nut 62' ist
eine C-Klammer 64' montiert,
um das Umschaltelement 60' drehbar
mit dem Kopfstück 10' zu montieren.
Das Umschaltelement 60' umfasst
ferner ein o peratives Ende 64' zum Fortfahren mit der Drehbewegung,
die identisch wie die der obigen Ausführungsform ist.
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Die
in den 12 und 13 gezeigte
Ausführungsform
stellt einen Ratschenwerkzeugaufbau bereit zum Eingreifen mit Stecksockeln
in verschiedenen Größen. Der
ausführliche
Umschaltvorgang für
die Antriebsrichtung und der Ratschen- bzw. Antriebsbetrieb dieser
Ausführungsform
ist identisch zu dem der ersten Ausführungsform und wird daher zum Vermeiden
von Redundanz nicht ausführlich
beschrieben. Die 14–16 veranschaulichen Ausführungsformen,
die in Bezug auf die Ausführungsform
in 13 abgeändert
sind, wobei die Sperrklinke 30 so abgeändert ist, dass sie verschiedene
Konturen bzw. Umfangsformen aufweist, ohne ihre Funktion zu beeinflussen.
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Nach
der obigen Beschreibung wird gewürdigt,
dass das Ratschenwerkzeug nach der vorliegenden Erfindung ein viel
höheres
Drehmoment aushalten kann und den minimalen freien Drehwinkel aufweist,
was sehr nützlich
ist, wenn es in einem begrenzten Raum eingesetzt wird. Darüber hinaus
kann die Antriebsrichtung durch leichte Bedienung des Umschaltelements
verändert
werden. Die Anordnung zum Erzielen der Umschaltung der Antriebsrichtung ist
einfach und belässt
das Kopfstück
in einer minimalen Größe vermittels
des Bereitstellens eines Umschaltelements mit einem Dornstück, das
in dem vertikalen Schlitz in der Sperrklinke aufgenommen wird.
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Obwohl
die Erfindung in Bezug auf ihre bevorzugte Ausführungsform erklärt worden
ist, sollte verstanden werden, dass viele andere mögliche Modifikationen
und Variationen ausgeführt
werden können,
ohne von dem im Folgenden beanspruchten Schutzumfang der Erfindung
abzuweichen.