EP0237626A1

EP0237626A1 - Ratschenschlüssel

Info

Publication number: EP0237626A1
Application number: EP86116045A
Authority: EP
Inventors: Kurt Grzanna
Original assignee: Individual
Current assignee: Cessione auto - K - Tool AG
Priority date: 1986-03-15
Filing date: 1986-11-20
Publication date: 1987-09-23
Also published as: AU7089887A; US4926720A; DE3666676D1; EP0237626B1; FI874995A; WO1987005553A1; KR880701157A; DE3610508A1; SU1611210A3; CA1300932C; FI874995A0

Abstract

Ratschenschlüssel mit in einem maulförmigen Kopf eines Hebels drehbar gelagertem maulförmigen Futter mit Sperrzähnen, die mit im Kopf angeordneten Zwischengliedern ein Gesperre bilden, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Kraftübertragung bei Drehung des Futters im Kopf trotz an den Mäulern angeordneter Zwischenglieder gesichert bleibt, die als federbelastete Sperrklinken ausgebildet sind und in gleichen Abständen über den verbleibenden Außenumfang des Futters verteilten Sperrzähnen einer vorgegebenen Teilung folgen, wobei die Sperrklinken (3) mittels als zylindrische Ansätze (32) ausgebildeter Achsstummel in entsprechenden Aussparungen (l4) des in Form von zwei äquatorial geteilten Halbschalen (la und lb) ausgebildeten Kopfes (l) schwenkbar gelagert sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ratschenschlüssel der im Oberbegriff des Anspruchs l angegebenen Art.
Ein derartiger Ratschenschlüssel ist aus der DE-PS 3l 29 7l0 bekannt. Schlüssel ähnlicher Gattung sind ferner aus der DE-PS 95l 708, der DE-AS ll 50 930, der US-PS 2 376 575, der US-PS 2 760 394 oder dem DE-GM 76 22 480 bekannt.
Bei den bekannten Schlüsseln ist das Zusammenfügen des Kopfes und der Sperrelemente mit den elastischen Mitteln und der Nuß relativ umständlich, da eine Vielzahl von Einzelteilen zusammengesetzt werden muß. Außerdem sind die Einzelteile nicht unverlierbar angeordnet.
Gattungsgemäß handelt es sich um einen radial aufsetzbaren Ratschenschlüssel, welcher ungeachtet der durch die Maulöffnung unterbrochenen Verzahnung nicht nur große Drehmomente überträgt, sondern auch dann ein Rotieren des zu schraubenden Bauteiles herbeizuführen vermag, wenn die Raumverhältnisse ein Schwenken des Schlüsselarmes lediglich um wenige Winkelgrade gestatten, also in Fällen, in denen sogar ein normaler Sechskantschlüssel nicht mehr verwendbar ist.
Bei den bisher bekannt gewordenen Ratschenschlüsseln mit offenem Maul erfolgt das Einrasten der Klinken in die Zahnlücken unter relativ hohem Andruck der federnden Bauteile, was insbesondere zwei Nachteile mit sich bringt:

1. Bei einem bestimmten Gewindereibungsbereich rasten deren Klinken zwar ein, aber infolge des besagten hohen Federdruckes nicht wieder aus, so daß beim Betätigen des Ratschenarmes die Nuß und das zu schraubende Bauteil der Hin- und Herbewegung des Ratschenarmes folgen, ein Rundtransport des Bauteiles also nicht zustandekommen kann.
2. Bei der Mehrzahl aller Schraubvorgänge wird die Nuß eine Endstellung einnehmen, welche ein radiales Abziehen des Werkzeuges erst möglich macht, wenn die Nuß, nachdem sie vom Werkstück axial abgezogen wurde, manuell so weit geschwenkt wird, bis sich ihr Maul mit dem des Schlüsselkopfes deckt. Diese Betätigung kann jedoch bei den bisherigen Ratschen infolge des die Nuß blockierenden hohen Federdruckes nicht ohne Hinzuziehung eines zusätzlichen Werkzeuges ausgeführt werden.

Der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs l angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ratschenschlüssel der eingangs genannten Gattung derart zu verbessern, daß er einerseits rationeller herstellbar und andererseits einfacher und sicherer in der Handhabung ist.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt es also gleichzeitig zwei an sich in unterschiedliche Richtungen zielende Vorteile zu erreichen, wobei die Vereinfachung der Herstellung über einer kostengünstigere Fertigung zu einer ausgedehnteren Verbreitung des Werkzeugs führt, die wegen der verbesserten Handhabung wiederum eine ver größerte Aufnahmebereitschaft der betreffenden Abnehmerkreise hervorruft, was wiederum erneut zu einer Verringerung der Fertigungskosten führt.
Gegenüber dem Stand der Technik hat der erfindungsgemäße Schlüssel in günstiger Ausgestaltung insbesondere noch zwei wesentliche Vorteile:

1. Die Versteifung des Schlüsselkopfes erfolgt mittels einer rohrförmigen Wandung, die das Maul umgibt und sich in der teilkreisförmigen Struktur der Halbschalen abstützt. Dabei bildet die äußere Form des Kopfes - wie bei den bekannten Schlüsseln - einen erhabenen Bereich mit teilkreisförmigem Umfang. Ist das Gehäuse wie beim Erfindungsgegenstand hohl, so ergeben sich entsprechende teilkreisförmige Wandungsteile, an die sich der rohrförmige Teil anlegen kann, so daß eine wesentliche Versteifung der Struktur gegen Verwindung erzielt wird. Die rohrförmige Wandung kann in bevorzugter Ausführung auch Träger oder Teil der Federelemente sein.
2. Durch die besondere Gestaltung der Eingriffsflächen der Sperrelemente sind keine äußeren Kräfte erforderlich, um diese in Eingriff zu halten.

Der erfindungsgemäße Schlüssel ist insbesondere auch für eine programmgesteuerte und/oder vollautomatische Fertigung geeignet.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Figur l ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Draufsicht,
Figur 2 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur l in Seitenansicht, im Schnitt,
Figuren 3 bis 5 und 8 Details desselben Ausführungsbeispiels sowie
Figuren 6 und 7 Einzelheiten von Varianten des Ausführungsbeispiels.

Bei dem in den Figuren l und 2 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schraubenschlüssels ist ein maulförmiges Kopfteil l mit einem Arm ll versehen, der aus zwei aus Metall oder Kunststoff geformten Halbschalen besteht, die im Bereich von Befestigungsnocken bildenden Vertiefungen l2 mittels eines Hohlniets l3 miteinander verbunden sind.
Im Kopfteil l ist eine Nuß 2 gelagert, welche ein Maul 2l aufweist sowie zylindrische Ansätze 22, die innerhalb des einen Kreisbogen von mehr als l80° umschließenden Mauls der beiden Halbschalen la und lb gelagert und durch die einen vergrößerten Radius bildenden Zähne 23 gegen Herausfallen in axialer Richtung gesichert werden. Die Nuß 2 ist zur Verdeutlichung in Figur 3 separat wiedergegeben. Die Ober- und Unterseite (24) der Nuß weist eine Kordierung oder sonstige griffgünstige Gestaltung auf, welche geeignet ist, die Nuß gegebenenfalls manuell in die Ausgangsstellung zu überführen.
Eine der sechs Klinken 3 ist in Figur 4 vergrößert wiedergegeben. Zwei zylindrische Ansätze 32 bilden Achsstummel, welche die Klinken in entsprechenden kreisförmigen Aussparungen l4 der beiden Halbschalen des Kopfteils l drehbar lagern.
Die Klinken 3 werden mittels in eine einen Teil eines zylindrischen Rohrs bildenden Wandung 4 eingearbeiteter Federelemente 4l in ihrer Sperrstellung gehalten. Die Federelemente sind durch U-förmige Ausstanzungen erzeugt und geringfügig nach innen abgewinkelt oder in sonstiger Weise so geformt, daß ihre freien Enden in den Innenraum hineinragen. Die Wandung 4 bildet einerseits ein versteifendes Element für die beiden Halbschalen im Bereich des Kopfes, so daß hohe Betätigungskräfte übertragen werden können, und ist andererseits ein wesentliches mechanisches Funktionselement im Zusammenwirken mit den Klinken 3. Da die Verzahnung 23 selbsthemmend ist, braucht auf die Klinken nur eine verhältnismäßig geringe Kraft ausgeübt zu werden, um die kleinen Massen der Klinken zu bewegen und die (wegen der Achslagerung ebenfalls geringen) Reibkräfte zu überwinden.
Figur l läßt weiterhin erkennen, daß, wenn für den Arm ll nur eine geringe Schwenkmöglichkeit besteht, die gewählte Klinkenanordnung nicht erst nach 30 oder 40° ein neuerliches Einrasten ermöglicht, sondern bereits nach l0°; beim Zurückschwenken entgegen dem Uhrzeigersinn rastet nämlich nicht die Klinke 3l4 in die benachbarte, um 40° entfernte Zahnlücke, sondern die Klinke 3l6 in die Lücke zwischen den Zähnen 2l8 und 2l9, bis wohin nur ein Weg von l0 zurückzulegen ist. Dieser Effekt spielt eine besondere Rolle zumal bei Arbeiten auf beengtem Raum.
Demnach leistet der Ratschenschlüssel nach der vorliegenden Erfindung Verschraubungsarbeit auch noch in Fällen, wenn ein üblicher Sechskantschlüssel, selbst, wenn dessen Maulachse gegen die des Schlüsselarmes geneigt ist, nicht mehr zu greifen vermag.
Die dichte Aufeinanderfolge von Eingriffsmöglichkeiten wird in diesem Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß die Teilung der der Nuß zugeteilten Zähne (Zahnlücken) eine andere ist als die für die Anordnung der Klinken benutzte Teilung - es wird eine Art Nonien-Prinzip verwendet.
In diesem Falle besitzt der (volle) Zahnkreis zwölf, die (nicht unterbrochene) Klinkenanordnung neun Kraftübertragungspunkte. Nach der Rechenvorschrift ist
(wobei w den Weg des Griffes in Winkelgraden, z₁ die Zähnezahl und z₂ die Klinkenzahl sowie q den größten den beiden Zahlen gemeinsamen Teiler bildet. Im dargestellten Beispiel hat der Teiler (volle Zähnezahl l2, volle Klinkenzahl 9) den Wert 3. So ergibt sich q mit l0.
Auf diese Weise läßt sich also ein sehr kleiner Nachgreifweg erreichen, ohne daß dabei die Zahl der Zähne so groß würde, daß sie in ihrer Festigkeit beeinträchtigt sind.
Anders als bei anderen bekannt gewordenen Ratschen besteht hier die Aufgabe der elastischen Organe gemäß Figuren l, 2 und 5 nicht darin, die Klinken 3 in den Zahnlücken festzuhalten, sondern darin, die während des Rotierens der Nuß von deren Zähnen beiseite geschobenen Klinken 3 derart an diese anzulegen, daß sie unverzüglich in sich bietende Lücken einrasten; hierzu bedarf es lediglich einer Federkraft von wenigen Bruchteilen eines Newton, abgestellt auf die Masse der Klinke und die Reibung der Lagerzapfen. Damit ist die Federwirkung gering, daß das Rotieren der Nuß kaum merklich behindert wird.
Zum Lösen des Schlüssels von einer Mutter auf einem Gewinde, dessen Enden nicht zugänglich sind, wird ersterer zunächst durch axiales Verschieben außer Eingriff mit der Mutter gebracht, um dann die Nuß so weit zu drehen, daß nunmehr der ganze Schlüssel abgezogen werden kann. Dies wird dadurch erleichtert, daß das Abziehen über das Gewinde und somit ein Bauteil hinweg geschieht, dessen Durchmesser weit unterhalb der Maulweite liegt.
Zum Drehen der Nuß verschiebt man bevorzugt die herausragenden Zähne mit der Fingerspitze; sind diese verdeckt, so erreicht man die z.B. kordelartig aufgerauhten Stirnflächen 24 der zylindrischen Nußansätze 22; auch kann man die letzten ein wenig länger und größer im Durchmesser auslegen, so daß diese Kerben der Verzahnung aufweisen, welche ebenfalls dem ziehenden oder schiebenden Finger, der ja nur eine geringe Kraft aufzuwenden hat, hinreichend Halt geben.
Mit Hilfe von Zusatzeinrichtungen 5 bzw. 5′ (Beispiele zeigen hierzu die Figuren 6 und 7) läßt sich das Maul der Nuß 2′ bzw. 2" für mehr als eine Schlüsselweite herrichten; damit ist unter Verwendung eines Doppelmaul-Schlüssels mit den Originalweiten von l4 und 22 mm bereits fast ein Drittel der genormten Maulweiten erfaßbar. Es ist ersichtlich, daß die Einsätze 5 bzw. 5′ mittels Klammern 5l (Figur 7) von innen her elastisch über die zylindrischen Ansätze 22′, welche der Lagerung der Nuß innerhalb der Halbschalen dienen, geschnappt werden können, ohne die Drehbarkeit der Nüsse selbst zu beeinträchtigen. Entsprechendes gilt für die Variante 5, die mit Sicken 52 versehen ist, welche in entsprechende Ausnehmungen 25 an den Innenseiten 2l′ der Nuß 2′ einschnappen. Auf diese Weise können die Einsatzteile auch jederzeit problemlos entfernt werden.
Erwähnt sei ferner, daß bei der hier gewählten Konstruktion die Außenmaße des Schlüsselkopfes zur Maulweite sich verhalten wie 2,37 zu l - das entsprechende Verhältnis normaler Sechskantschlüssel liegt bei 2,28 zu l - so daß das neuartige Werkzeuges trotz der für eine komfortable Bedienung vorgesehenen Maßnahmen insgesamt eine schlanke Form aufweist. Auch ist wesentlich, daß - anders als bei üblichen Schlüsseln - lediglich für die wenig gewichtige Nuß hochlegierte Stähle verwendet werden müssen.
Die Konstruktion der Einzelteile erbringt insgesamt eine Bauform, welche nur eine geringe Anzahl von Einzelteilen erfordert.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur l wird als Schalenteil für das Kopf- und Griffteil l ein in zwei Ebenen gekrümmtes Blech verwendet, dessen Kontur im Anschluß an die Biegearbeit beschnitten wird, wodurch der abschließende Rand eine Kante bildet; Ober- und Unterschale sind hierbei bis auf die Bohrungen übereinstimmend ausgebildet. Die Korrespondenz der Bohrungen für die Klinkenaufhängung ist dadurch gesichert, daß diese mit demselben Werkzeug jeweils zum einen von der Außen- und zum anderen von der Innenseite des Schlüsselkopfteiles gelocht werden.
Um den Griff zu verstärken und die Längskanten der Blechteile la und lb des Griffs sicher zu verbinden und auch bei rauhester Behandlung des Werkzeuges ein seitliches Verschieben der Schalenteile gegeneinander auszuschalten, sind diese mit einer Sicherung in Gestalt eines flach gedrückten Rohres 6 (gemäß Figur 8) ausgefüllt.
Die dargestellte Konstruktion ermöglicht - entsprechend den jeweiligen Anforderungen - eine Anzahl von vorteilhaften Varianten. Der dem Gehäuseaufbau Halt gebende Blechstreifen 4 bildet eine Überbrückung der Lücke des vom Ummfang des Schlüsselkopfes gebildeten Kreisbogens zum Griff hin (Figur l). Er erhält einen etwas größeren Krümmungsradius, damit er sich der Außenwandung mit leichtem Druck klapperfrei anlegt.
Die Herstellung des Federaufbaues nach Figur 5 erfolgt bevorzugt aus Bandmaterial (Stahl, Bronze, Kunststoff oder dergl.) mittels eines Folgewerkzeuges, welches nacheinander die Zungenenden freilegt, ankippt, die Restzungen freilegt und aus der Bandebene herausbiegt; das vom Werkzeug ausgestoßene Band wird anschließend auf die benötigte Länge zerlegt.
Für die Herstellung der im Querschnitt unsymmetrischen Klinken 3 nach Figur 4 wird zunächst (z.B. nichtrostendes) Stangenmaterial gefertigt, welches dann in Automaten, von einer Spezialpatrone gehalten, mit den Ansätzen versehen und auf Länge gebracht wird. In günstiger Weise lassen sich auch hochfeste Teile aus Kunststoff oder Keramik einsetzen, was insbesondere auch für die Nuß gilt.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims

1. Ratschenschlüssel mit in einem maulförmigen Kopf eines Hebels drehbar gelagertem maulförmigen Futter mit Sperrzähnen, die mit im Kopf angeordneten Zwischengliedern ein Gesperre bilden, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Kraftübertragung bei Drehung des Futters im Kopf trotz an den Mäulern vorgesehener Zwischenglieder gesichert bleibt, die als federbelastete Sperrklinken ausgebildet sind und in gleichen Abständen über den verbleibenden Außenumfang des Futters verteilten Sperrzähnen einer vorgegebenen Teilung folgen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinken (3) mittels als zylindrische Ansätze (32) ausgebildeter Achsstummel in entsprechenden Aussparungen (14) des in Form von zwei äquatorial geteilten Halbschalen (1a und 1b) ausgebildeten Kopfes (1) schwenkbar gelagert sind.

2. Ratschenschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbelastung der Sperrklinken (3) durch eine die Gesamtheit der Klinken umgebende, einen Teilumfang einer im wesentlichen rohrförmigen Wandung (4) bildende Federanordnung erzeugt wird, die innerhalb der rohrförmigen Wandung zungenförmig ausgesparte Teilelemente (41), insbesondere in einstückiger Anordnung, aufweist, deren freie Enden sich an die Außenseiten der Sperrklinken anlegen.

3. Ratschenschlüssel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Wandung - einstückig mit der Federanordnung oder getrennt davon - eine Versteifung der beiden hohlen den Kopf und den Griff bildenden Halbschalen (1a, 1b) darstellt, die mit ihren seitlichen Kanten an diesen Halbschalen anliegt und insbesondere den hohlen Innenquerschnitt des Griffs überbrückt.

4. Ratschenschlüssel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (41) derart ausgebildet sind, daß sie die Sperrklinken im wesentlichen nur gegen ihre Massekräfte und die auftretenden Reibkräfte in die Verzahnung zu drücken vermögen.

5. Ratschenschlüssel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Futter (2) zwischen den den maulförmigen Kopf bildenden Bauteilen mit Hilfe oberhalb und unterhalb ihrer Verzahnung (23) vorgesehener zylindrischer Ansätze (22) dreh- und unverlierbar in jeweils einer kreisförmigen Ausnehmung der Maulteile gelagert ist.

6. Ratschenschlüssel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckflächen (24) der Ansätze (22) zur Erhöhung der Reibung gerastert oder in sonstiger Weise aufgerauht sind.