[0001] Die Erfindung betrifft eine Ratsche zum Anziehen bzw. Lösen von Muttern oder Schrauben.
Derartige Ratschen sind bekannt und umfassen ein Gehäuse mit einer in diesem drehbar
gelagerten Welle, die ein mit ihr einstückiges Ratschenrad und einen Vierkant zum
Ansetzen einer Nuß mit einer zum Kopf der jeweils zu verdrehenden Mutter oder Schraube
nach Form und Weite passenden Schlüsselöffnung trägt. Dabei ist dem Ratschenrad eine
im Gehäuse schwenkbar gelagerte, in die Zähne des Ratschenrades eingreifende und durch
eine Feder in Eingriff mit den Zähnen gehaltene Klinke zugeordnet.
[0002] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Ratsche so weiterzubilden,
daß sich mit ihr erheblich größere Drehmomente auf den Kopf der Mutter oder Schraube,
bei normaler Handbedienung der Ratsche, erzielen lassen, als bisher, wobei sich jedoch
keine größere Baugröße für die Ratsche ergeben soll.
[0003] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit ihren Endteilen in den
Seitenwänden des Gehäuses gelagerte Welle einen exzentrischen Mittelteil aufweist,
in dem die Klinke gelagert ist, und daß die Welle an mindestens einem Ende einen aus
dem Gehäuse herausragenden Vierkant zum Aufstecken eines Vierkantschlüssels aufweist,
wobei die Klinke an ihrem dem Ratschenrad benachbarten Ende eine Zahnstange aufweist,
die schräg zur Wirkrichtung der Klinke verläuft. Nach dem Vorschlag der Erfindung
wird also die bisherige Lagerung der Klinke in einem im Gehäuse ortsfesten Lager verlassen
und stattdessen die Klinke auf einem Exzenter gelagert, der seinerzeits in den Seitenwänden
des Gehäuses gelagert ist und sich durch einen Schlüssel oder eine Kurbel oder einen
Hebel verdrehen läßt. Dabei ist dafür Sorge getragen, daß der maximale Exzenterhub
das Ratschenrad um mindestens einen Zahn weiterdreht. Bei gegebenem maximalem Exzenterhub
muß also dann die Zahnung des Ratschenrades entsprechend klein gewählt werden oder
umgekehrt bei gegebener Zahnung ein ausreichend großer Exzenterhub vorgesehen sein.
[0004] Die erfindungsgemäße Ratsche läßt sich nicht nur in der bisherigen Weise verwenden,
in dem das Gehäuse um die Drehachse des Ratschenrades soweit verschwenkt wird, daß
die in die Zahnung des Ratschenrades eingreifende Klinke zumindest um einen Zahn oder
um mehrere Zähne weiterrastet, während beim Zurückschwenken des Gehäuses das Ratschenrad
stehen bleibt und die Klinke über die Zahnung des Ratschenrades hinweg springt. Vielmehr
läßt sich die erfindungsgemäße Ratsche auch über den vorgenannten Exzenter, bei festgehaltenem
Gehäuse, bedienen. Die Klinke schiebt dann bei jeder Umdrehung des Exzenters das Ratschenrad
um einen oder wenige Zähne weiter. Das von Hand über einen Schlüssel oder Hebel auf
die Exzenterwelle ausgeübte Drehmoment wird dadurch erheblich verstärkt. Das verstärkte
Drehmoment wirkt dann auf die anzuziehende oder zu lösende Mutter oder Schraube.
Mit einer solchen erfindungsgemäßen Ratsche lassen sich also erheblich höhere Drehmomente
bei leichter Bedienbarkeit erzielen, was sich besonders günstig beim Lösen von Muttern
oder Schrauben auswirkt, die festgerostet sind.
[0005] Zweckmäßig ist die Zahnstange einstückig mit der Klinke ausgebildet. Die Klinke 24
wird durch eine Feder 25 in Richtung auf das Ratschenrad geschwenkt, so daß die Zahnstange
in Eingriff mit den Zähnen des Ratschenrades gehalten wird. Die Zahnstange liegt dann
etwa tangential an dem Umfang des Ratschenrades an und gelangt mit einem ihrer Zähne
in Eingriff mit einer Ausbuchtung der Zahnung des Ratschenrades. Die Wirkrichtung
der Klinke verläuft von der Berührungsstelle des Exzenters mit der ihn aufnehmenden
Ausnehmung in der Klinke zu der Berührungsstelle zwischen dem in Eingriff mit einer
Ausbuchtung befindlichen Zahn und dieser Ausbuchtung. Dadurch, daß die Richtung der
Zahnstange schräg zur vorgenannten Wirkrichtung der Klinke verläuft, ergibt sich zwangsläufig,
daß diese Wirkrichtung nicht tangential zum Umfang des Ratschenrades verläuft, wie
es bei den bekannten Zahnstangentrieben der Fall ist.
[0006] Die Wirkrichtung der Klinke verläuft andererseits aber auch nicht in Richtung auf
die Drehachse des Ratschenrades, da sonst bei Drehung des Exzenters eine Blockierung
und keine Verdrehung des Ratschenrades erfolgen würde. Vielmehr verläuft die Wirkrichtung
zwischen diesen beiden Extremen. Das hat wiederum zur Folge, daß der eingreifende
Zahn der Klinke ebenso wie der der Ausbuchtung benachbarte Zahn der Zahnung des Ratschenrades
nicht ausschließlich auf Scherung an der Zahnwurzel beansprucht werden. Vielmehr richtet
sich die von dem Zahn der Klinke in die Ausbuchtung der Zahnung des Ratschenrades
eingeleitete Kraft ins Innere des Ratschenrades, so daß entsprechend höhere Kräfte
übertragen werden können.
[0007] Vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen der Wirkrichtung der Klinke und der Zahnstange
45°.
[0008] Insbesondere ist vorgesehen, daß die Zähne der Klinke und die Ausbuchtungen des Ratschenrades
eine Form aufweisen, die Teil eines und desselben Kreiszylinders ist. Bei einer solchen
Form liegt also der jeweils eingreifende Zahn über seinen ganzen Umfang satt an der
gesamten Fläche der komplementären Ausbuchtung an. Man kann also bei gleicher übertragener
Kraft mit kleineren Zähnen auskommen, weil dann die Kräfte besser von der Ausbuchtung
in das Innere des Ratschenrades abgeleitet werden.
[0009] Wie bereits erwähnt wurde, muß das Gehäuse der erfindungsgemäßen Ratsche bei Bedienung
des Ratschenrades über den Exzenter und die Klinke festgehalten werden. Dazu ist
ein am Gehäuse angebrachter, die Reaktionskräfte aufnehmender Anschlag vorgesehen.
[0010] Sofern es sich um das Anziehen oder Lösen von Muttern oder Schrauben an der Felge
eine Kraftfahrzeugrades handelt, insbesondere bei einem Rad mit einer Tiefbettfelge,
wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Anschlag ein Reaktionssteckbolzen
ist, der achsparallel zum Ratschenrad vom Gehäuse vorsteht und eine Bohrung aufweist,
deren Durchmesser dem Spitzkantenmaß einer der zu drehenden Mutter oder Schraube benachbarten
Mutter oder Schraube entspricht. Das Gehäuse der Ratsche, die zum Festziehen einer
solchen Radmutter oder Radschraube verwendet werden soll, wird dadurch mit einer benachbarten
Radmutter bzw. Radschraube verbunden und dadurch festgelegt, so daß die beim Anziehen
bzw. Lösen entstehenden Reaktionskräfte von dieser benachbarten Mutter oder Schraube
aufgenommen werden. Im einfachsten Falle befindet sich die Mitte des Reaktionssteckbolzens
in einem festen Abstand von der Mitte der festzuziehenden Mutter oder Schraube, der
dann genau gleich dem Abstand zweier benachbarter Muttern oder Schrauben in der Felge
entspricht.
[0011] Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, daß der Reaktionssteckbolzen über ein Reaktionsteil
mit dem Gehäuse verbunden ist, das um ein zum Ratschenrad achsparalleles Gelenk verschwenkbar
ist. Man kann dann verschiedene Abstände einstellen und die Ratsche für Felgen verschiedener
Abstände der Schrauben oder Muttern verwenden.
[0012] Vorzugsweise ist der Reaktionssteckbolzen herausziehbar aus der Bohrung im Gehäuse
bzw. in dem vorerwähnten Reaktionsteil und kann dadurch bündig zur Stirnfläche der
drehfest mit dem Ratschenrad verbundenen Nuß eingestellt werden.
[0013] Wenn man die Drehrichtung umkehren will, steckt man die Nuß auf den Vierkant auf
der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses. In gleicher Weise zieht man dann den Reaktionssteckbolzen
aus der Bohrung des Gehäuses bzw. des Reaktionsteiles heraus und steckt ihn auf der
gegenüberliegenden Seite des Gehäuses wieder ein. Entsprechend wird dann auch der
Vierkantschlüssel auf den Vierkant am anderen Ende der Exzenterwelle umgesteckt.
[0014] In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist ein abnehmbar mit dem Gehäuse verschraubter
Ratschengriff und ein auf den Vierkant der Exzenterwelle aufsteckbarer Schlüssel
versehen. Wenn man dann die Ratsche in üblicher Weise, also ohne Drehmomentverstärkung,
verwenden will, läßt man den aufsteckbaren Schlüssel beiseite und bedient die Ratsche
mit dem Ratschengriff.
[0015] Wenn man dann zu einer Verstärkung des Drehmomentes genötigt ist, muß man den Schlüssel
auf die Exzenterwelle aufstecken und den Ratschengriff gegen einen festen Teil der
Felge oder sonstigen Vorrichtung legen, so daß er dort als Anschlag dient und das
Gehäuse gegen Verdrehung sichert.
[0016] Die erfindungsgemäße Ratsche läßt sich ohne besonderen Aufwand in einer handlichen
Größe herstellen und kann deshalb zum Beispiel in jeder Werkzeugtasche mitgenommen
werden.
[0017] Man kann die Teile der erfindungsgemäßen Ratsche auch in eine konventionnelle Ratsche
einbauen, wobei nur geringfügige Formänderungen erforderlich sind.
[0018] Die Erfindung wird nachstehend in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert.
Dabei zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Ratsche, in eine Tiefbettfelge eingesetzt;
Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Exzenterwelle, der
Klinke und des Ratschenrades;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ratsche, ähnlich Fig.
1, und
Fig. 4 eine perspektivische, teilweise auseinandergezogene Darstellung einer anderen
erfindungsgemäßen Ratsche mit Ratschengriff und Schlüssel.
[0019] Wie man aus Fig. 1 und insbesondere aus Fig. 3 erkennt, umfaßt die erfindungsgemäße
Ratsche ein Gehäuse, daß aus zwei plattenförmigen Seitenwänden 30 mit Hilfe von Verbindern
31 zusammengesetzt ist. In den Seitenwänden dieses Gehäuses sind alle drehbaren Teile,
die nachstend beschrieben werden, gelagert.
[0020] Wie man aus Fig. 1, in der die eine Seitenwand fortgelassen ist, erkennt, befindet
sich am einen Ende des langgestreckten Gehäuses ein Ratschenrad 26, das an seinem
Umfang abwechselnd mit Zähnen und Ausbuchtungen 27a versehen ist.
[0021] Im Ratschenrad befindet sich zentral ein Innenvierkant 28 zur Aufnahme eines (nicht
dargestellten) stabförmigen Verbindungsstücks mit quadratischem Querschnitt. Die
Seitenwand des Gehäuses ist mit einer Bohrung zur Aufnahme einer Nuß 34 versehen,
die in ihrem in die Seitenwand einzusteckenden Ende ebenfalls einen Innenvierkant
28a aufweist, in den der Vierkantverbinder eingesetzt wird, der dann die Nuß mit dem
Ratschenrad 26 drehfest verbindet.
[0022] Der Vierkantverbinder und seine Anordnung sind übrigens in der noch zu besprechenden
anderen Ausführung in Fig. 4 dargestellt.
[0023] In den Seitenwänden des Gehäuses befindet sich, am anderen Ende desselben, eine weitere
Bohrung, die eine Exzenterwelle 21 aufnimmt. Diese Exzenterwelle besitzt, wie besonders
aus Fig. 2 zu erkennen ist, zwei miteinander fluchtende zylindrische Teile an ihren
beiden Enden, die nach außen zu Vierkanten 23 geformt sind.
[0024] In der Mitte zwischen den vorgenannten zylindrischen Teilen der Exzenterwelle befindet
sich ein abgesetzter zylindrischer Teil 22, der gegenüber der Mittelachse der Exzenterwelle
radial versetzt ist und somit als Exzenter wirkt.
[0025] Zwischen den beiden Seitenwänden des Gehäuses befindet sich ferner, zwischen der
Exzenterwelle und dem Ratschenrad angeordnet, eine Klinke 24 mit einer Ausnehmung
24a an ihrem einen Ende und einer schrägen, mit Zähnen 27 versehenen Stirnfläche an
ihrem anderen Ende. Wie man aus Fig. 1 und Fig. 2 erkennen kann, wird der Exzenter
22 der Exzenterwelle 21 von der Ausnehmung 24a der Klinke 24 aufgenommen. Diese Ausnehmung
ist schräg zur Längsrichtung der Klinke 24 angeordnet, und zwar so, daß der Exzenter
22 bei seiner Verdrehung die Klinke 24 in Richtung auf das Ratschenrad 26 bewegt,
ohne aus der Ausnehmung 24a herausgleiten zu können.
[0026] Die nach Art einer Zahnstange angeordneten Zähne 27 am anderen Ende der Klinke 24
werden durch die Feder 25 gegen die Zahnung am Umfang des Ratschenrades 26 gezogen,
wobei jeweils ein Zahn 27 der Klinke in eine Ausbuchtung 27a des Ratschenrades eingreift.
[0027] Die Zähne und die Ausbuchtungen besitzen die Form von Teilzylindern mit durchgehend
gleichem Radius.
[0028] Die Richtung der von den Zähnen gebildeten, mit der Klinke 24 einstückigen Zahnstange
verläuft schräg zur Wirkungsrichtung der Klinke 24.
[0029] Wenn man auf einen der beiden Vierkante 23 der Exzenterwelle 21 einen Vierkantschlüssel
23a aufsetzt und mit diesem den Exzenter verdreht, wird durch eine halbe Umdrehung
der Exzenterwelle ein Vorschub der Klinke erzeugt, der im dargestellten Ausführungsbeispiel
das Ratschenrad um einen Zahn weiterdreht. Es greift im übrigen jeweils nur ein Zahn
der Klinke in eine Ausbuchtung des Ratschenrades. Da aber bei einem Vorschub der Klinke
24 durch den Exzenter 22 die Klinke gleichzeitig etwas verschwenkt wird, kommt der
zunächst in Eingriff befindliche Zahn 27 schließlich außer Eingriff und überläßt dem
nachfolgenden Zahn den Eingriff in die nächste Ausbuchtung am Umfang des Ratschenrades.
[0030] Durch diese Verschwenkung des Vierkantschlüssels 23 a um 180° wird also das Ratschenrad
um einen wesentlich geringeren Winkel weitergedreht. Es erfolgt also eine Untersetzung,
die andererseits eine Verstärkung des Drehmoments zur Folge hat.
[0031] Wenn man des Ratschengehäuse, wie in Fig. 1 dargestellt, in eine Tiefbettfelge 37a
einsetzt, nämlich zwischen dem Felgenrand 37 und der Steckachse 38 andererseits, dann
setzt man den Innenvierkant auf der Außenseite der Nuß 34 auf den Sechskantkopf der
festzuziehenden bzw. zu lösenden Mutter oder Schraube 29, wie in Fig. 1 gestrichelt
angedeutet. Eine Verschwenkung des Vierkantschlüssels 23a, der auf der gegenüberliegenden
Seite des Gehäuses auf den dort vorstehenden Vierkant 23 der Exzenterwelle 21 aufgesetzt
ist, hat also ein Festziehen bzw. Lösen der Mutter oder Schraube 29 mit wesentlich
höherem Drehmoment, als man es von Hand mit einem einfachen Schlüssel oder einer üblichen
Ratsche aufbringen könnte, zur Folge.
[0032] Selbstverständlich müssen die dabei entstehenden Reaktionskräfte bzw. Reaktionsmomente
auf das Gehäuse aufgefangen werden. Das geschieht in folgender Weise:
[0033] Beiderseits der Seitenwände 30 des Gehäuses befinden sich plattenförmige Stücke,
die durch Verbinder 36 zusammengehalten werden und gemeinsam einen sogenann ten Reaktionsteil
32 bilden. Dieser Reaktionsteil ist bei 33 durch in die Seitenwände eingeschraubte
Schrauben mit dem Gehäuse verbunden und läßt sich also in gewissem Umfang verschwenken.
[0034] Jede der beiden Platten des Reaktionsteiles 32 ist mit einer Bohrung versehen, in
die ein rohrförmiger Reaktionssteckbolzen 34b stramm eingeschoben ist. Die Bohrung
34a dieses Reaktionssteckbolzens ist so groß gehalten, daß sie den Kopf einer Schraube
oder Mutter, wie die Schraube oder Mutter 29, aufnehmen kann. Der Reaktionssteckbolzen
34b kann auch aus der einen Platte des Reaktionsteiles 32 herausgezogen und in die
gegenüberliegende Platte gesteckt werden, falls sich auch die Nuß 34 auf der gegenüberliegenden
Seite befindet.
[0035] Der Abstand zwischen der Mitte der Nuß 34 und der Mitte des Reaktionssteckbolzens
34b ist etwa so groß, wie der mittlere Abstand zwischen zwei benachbarten Schrauben
bzw. Muttern in einer Felge. Gewisse Unterschiede in dieser Entfernung, wie sie bei
verschiedenen Radgrößen und auch bei verschiedenen Fabrikaten vorkommen, können nun
leicht durch Verschwenken des Reaktionsteils 32 um sein Gelenk 33 ausgeglichen werden.
Sobald die richtige Entfernung eingestellt ist, kann man die Ratsche mit der Nuß auf
die zu lösende oder festzuziehende Mutter oder Schraube und mit dem Reaktionssteckbolzen
34b auf die benachbarte Mutter oder Schraube aufstecken. Sodann kann sich das Gehäuse
bei Betätigung des Vierkantschlüssels 23a nicht mehr unter der Wirkung der Reaktionskräfte
verschwenken, sondern überträgt das Drehmoment auf die Schraube oder Mutter 29. In
Fig. 1 sind im oberen Teil der Reaktionssteckbolzen 34b, die ihn tragende Mutter 35
und der Reaktionsteil 32 mit Gelenk 33 und Verbindern 36 dargestellt.
[0036] In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Ratsche dargestellt, die wiederum ein aus zwei
Seitenwänden 40 zusammengesetztes Gehäuse mit Exzenterwelle 41 und Vierkanten 43 an
deren beiden Enden umfaßt. Am anderen Ende der Ratsche befindet sich in einer Bohrung
der Seitenwände ein Ratschenrad 46 mit Innenvierkant 48a. Man kann auch die Ausbuchtungen
47a am Umfang des Ratschenrades sowie den Haltestift 45 für die Feder erkennen, die
die Klinke gegen das Ratschenrad zieht.
[0037] Eine Nuß 54 mit Innenvierkant wird in die vorerwähnte Bohrung in einer der Seitenwände
des Gehäuses eingeschoben und durch einen Vierkantverbinder 48 drehfest mit dem Ratschenrad
46 verbunden.
[0038] An dem dem Ratschenrad abgewandten Ende des Gehäuses ist ein Ratschengriff 52 angeordnet
und mit dem Gehäuse verschraubt. Mittels dieses Ratschengriffes kann die Ratsche in
konventioneller Weise benutzt werden und es können, falls gewünscht, auch Verlängerungsstücke
auf das Ende des Ratschengriffes 52 aufgeschoben werden.
[0039] Zu der Ratsche gehört ferner ein Schlüssel 43a mit Innenvierkant, der auf den Außenvierkant
43 auf einer der beiden Seiten der Exzenterwelle 41 aufgesteckt werden kann. Mit Hilfe
dieses Vierkantschlüssels kann die Ratsche mit Drehmomentverstärkung verwendet werden.
Dabei muß allerdings dafür gesorgt werden, daß der Ratschengriff 52 an einem entsprechenden
Teil der Maschine anliegt, in die die Schraube oder Mutter eingeschraubt oder aus
ihr herausgeschraubt werden soll. Die Reaktionskräfte, die bei Betätigung des Vierkantschlüssels
43a erzeugt werden, werden dann von dem Ratschengriff 52 aufgenommen.
[0040] Wenn im Vorstehenden von einem Vierkant bzw. Vierkant schlüssel gesprochen wurde,
so soll davon sinngemäß auch ein Sechskant oder sonstiger, nichtkreisförmiger Querschnitt
umfaßt sein.
1. Ratsche zum Anziehen bzw. Lösen von Muttern oder Schrauben, mit einem Gehäuse mit
einer in diesem drehbar gelagerten Welle, die ein mit ihr einstückiges Ratschenrad
und einen Vierkant zum Ansetzen einer Nuß mit einer zum Kopf der jeweils zu verdrehenden
Mutter oder Schraube nach Form und Weite passenden Schlüsselöffnung trägt, wobei dem
Ratschenrad eine im Gehäuse schwenkbar gelagerte, in die Zähne des Ratschenrades eingreifende
und durch eine Feder in Eingriff mit den Zähnen gehaltene Klinke zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit ihren Endteilen in den Seitenwänden des Gehäuses (30, 40) gelagerte
Welle (21, 41) einen exzentrischen Mittelteil (22) aufweist, in dem die Klinke (24)
gelagert ist, und daß die Welle an mindestens einem Ende einen aus dem Gehäuse herausragenden
Vierkant (23,43) zum Aufstecken eines Vierkantschlüssels (23a, 43a) aufweist, wobei
die Klinke (24) an ihrem dem Ratschenrad (26) benachbarten Ende eine Zahnstange aufweist,
die schräg zur Wirkrichtung der Klinke verläuft.
2. Ratsche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Wirkrichtung der Klinke und der Zahnstange 45° beträgt.
3. Ratsche nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (27) der Klinke (24) und die Ausbuchtungen (27a, 47a) des Ratschenrades
je eine Form aufweisen, die Teil eines und desselben Kreiszylinders ist.
4. Ratsche nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen am Gehäuse angebrachten, die Reaktionskräfte aufnehmenden Anschlag.
5. Ratsche nach Anspruch 4 zur Verwendung an einer Tiefbettfelge eines Kraftfahrzeugrades,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag ein Reaktionssteckbolzen (34b) ist, der achsparallel zum Ratschenrad
(26) vom Gehäuse vorsteht und eine Bohrung (34a) aufweist, deren Durchmesser dem Spitzkantenmaß
einer der zu drehenden Mutter bzw. Schraube benachbarten Mutter bzw. Schraube entspricht.
6. Ratsche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionssteckbolzen (34b) herausziehbar und umsteckbar ist.
7. Ratsche nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionssteckbolzen (34b) über ein Reaktionsteil (32) mit dem Gehäuse
verbunden ist, das um ein zum Ratschenrad achsparalleles Gelenk (33) verschwenkbar
ist.
8. Ratsche nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen abnehmbar mit dem Gehäuse (40) verschraubten Ratschengriff (52) und einen auf
den Vierkant (43) der mit dem exzentrischen Mittelteil versehenen Welle (41) aufsteckbaren
Schlüssel (43a).