Ratschenschlüssel

Abstract

 Ratschenschlüssel (1), mit einem Gehäuse (3), einem im Gehäuses (3) drehbar gelagerten Ring (5), dessen Innenumfang (6) zum formschlüssigen Angriff an einem Schraubelement ausgebildet ist und dessen Außenumfang einen umlaufenden Zahnkranz (7) aufweist, ferner mit einem einteiligen Sperrelement (9), das radial neben dem Ring (5) zumindest in zwei Stellungen drehbar gelagert ist und zumindest in einer Stellung mit äußeren Zähnen (11; 12) in den Zahnkranz (7) eingreifen und ein Verdrehen des Zahnkranzes (7) in eine Richtung (S) verhindern kann, ferner mit einer zwischen dem Sperrelement (9) und dem Gehäuse (3) elastisch-formschlüssig wirksamen Rastvorrichtung (13), bestehend aus einer in einer im Sperrelement (9) angeordneten Bohrung (14) unter der Kraft einer Feder (15) gefangenen und teilweise aus der Bohrung (14) ragenden Kugel (16), die in zumindest eine Vertiefung (17; 18) im Gehäuse (3) eingreifen kann, um eine Drehstellung des Sperrelements (9) zu definieren.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Ratschenschlüssel, wie er in der Präambel des Patentanspruchs 1 gattungsgemäß definiert ist.

[0002] Folglich geht die Erfindung aus von einem Ratschenschlüssel, mit einem Gehäuse , einem in einer ersten Ausnehmung des Gehäuses drehbar gelagerten Ring, dessen Innenumfang zum formschlüssigen Angriff an einem Schraubelement, ausgebildet ist und dessen Außenumfang einen umlaufenden Zahnkranz aufweist, ferner mit einem einteiligen Sperrelement, das radial neben dem Ring in einer zweiten mit der ersten Ausnehmung in Verbindung stehenden Ausnehmung des Gehäuse zumindest in zwei Stellungen drehbar gelagert ist und zumindest in einer Stellung mit äußeren Zähnen in den Zahnkranz eingreifen und ein Verdrehen des Zahnkranzes in eine Richtung verhindern kann, ferner mit einer zwischen dem Sperrelement und dem Gehäuse elastisch-formschlüssig wirksamen und lagerendseitig des Sperrelements angeordneten Rastvorrichtung, bestehend aus einer in einer Bohrung unter der Kraft einer Feder gefangenen und teilweise aus der Bohrung ragenden Kugel, die in zumindest eine Vertiefung eingreifen kann, um eine Drehstellung des Sperrelements zu definieren,

[0003] Die Erfindung betrifft im engeren Sinn einen Ratschenmechanismus, wie er in Ratschen und Ringratschenschlüsseln vorkommt, mit denen Verbindungselemente, wie z. B. Muttern und Schrauben, montiert und demontiert werden können. Solche Ratschen und Ringratschenschlüssel sind seit langer Zeit bekannt. Ratschen bestehen aus mechanischen Getriebeteilen, die das Sperren und die Drehrichtungsänderung des Freilaufs ermöglichen. Diese Getriebeteile sind hauptsächlich ein Zahnrad und mindestens ein Sperrelement. Das Sperrelement dient dazu, je nachdem in welcher Lage es sich befindet, die Sperr- bzw. Drehrichtung zu bestimmen. Um das Sperrelement in einer bestimmten Lage zu halten, wird ein Federelement in Verbindung mit einer Kugel verwendet, die in eine entsprechende geometrische Form einrasten kann.

[0004] Um diesen Mechanismus herzustellen, ist eine Bohrung zur Aufnahme der Feder und der Kugel erforderlich. Bei den bisher bekannten Ratschen befindet sich diese Bohrung im Ratschengehäuse, und zwar seitlich der Ausnehmung für das Sperrelement. Bei der Herstellung dieser Bohrung ist zwangsläufig eine Störkontur des Ratschengehäuses selbst im Wege; denn die Bohrung soll sich ja von der Innenwand der Ausnehmung aus radial in das Ratschengehäuse hinein erstrecken. Deshalb wird die Bohrung entweder nicht genau radial , sondern schräg gebohrt, wobei ein hohes Maß an Genauigkeit bezüglich der Maß- und Lagertoleranzen erforderlich ist.

[0005] Alternativ kann zur genau radialen Einbringung der Bohrung eine äußere, gegenüber liegende Wandung im Ratschengehäuse mit durchbohrt werden, die jedoch später aufwändig, z. B. mit einem Stopfen, wieder verschlossen werden muss. In beiden Fällen muss mit einem relativ langen und dünnen Bohrer gearbeitet werden, was zu einem eher unpräzisen Einbringen der Bohrung und zu einer erhöhten Bruchgefahr des Bohrers führt. Außerdem gestaltet sich der Zusammenbau des mehrteiligen Ratschenmechanismus problematisch, weil man während dessen eine Kugel gegen eine Feder in der Bohrung halten und gleichzeitig direkt daneben das Sperrelement in das Ratschengehäuse einsetzen muss. Das bedeutet einen erheblichen Arbeitsaufwand.

[0006] Der Stand der Technik zeigt Folgendes: Aus der DE 10 2005 017 855 A1 ist, insbesondere aus Fig. 4, schon ein Ringratschenschlüssel in Form einer anderen Bauart bekannt. Dort sind zwei Sperrklinken angeordnet, die über zwei Zapfen und ein drehbares Schaltelement betätigt werden können. In dem Schaltglied ist eine Sacklochbohrung eingebracht, in der eine Feder und eine Kugel gelagert sind, wobei die Kugel mit Ausnehmungen im Ratschengehäuse zusammenarbeite kann. Hier sind Sperrklinken und Schaltglied jedoch völlig unterschiedliche Bauteile, die zudem in unterschiedlichen Ausnehmungen im Ratschengehäuse gelagert sind.

[0007] Aus der DE 202 17 125 U1 ist, insbesondere aus Fig. 2, schon ein Ringratschenschlüssel anderer Bauart bekannt. Dort ist im Ratschengehäuse eine Sperrklinke in einer ersten Ausnehmung angeordnet, die über einen in einer zweiten, benachbarten Ausnehmung gelagerten Drehzylinder betätigbar ist. Hierzu weist die Sperrklinke eine kurze Sacklochbohrung und der Drehzylinder eine Durchgangsbohrung auf. In beiden Bohrungen ist eine Feder gelagert, die sich über eine Kugel an zwei Ausnehmungen abstützen kann. Diese abweichende Bauart führt insbesondere zu einer starken Querbelastung der Feder.

[0008] Aus der DE 202 10 731 U1 ist, insbesondere aus Fig. 2, ein weiterer Ringratschenschlüssel, allerdings völlig anderer Bauart, bekannt. Auch dort ist eine Sperrklinke in einer ersten Ausnehmung angeordnet, die über eine in einer zweiten benachbarten Ausnehmung gelagerte Wippe betätigbar ist. Hierzu ist die Wippe mit zwei durchgehenden Bohrungen versehen, in denen je eine Feder und eine Kugel gelagert sind.

[0009] Aus der US 20040083859 A1 ist, insbesondere aus den Fig. 1 und 2, ein weiterer Ringratschenschlüssel, ebenfalls völlig anderer Bauart, bekannt. Dort sind in einer Querbohrung zwei verschiebbare, abgefederte Sperrklinken angeordnet, die über ein in einer benachbarten Ausnehmung verdrehbar gelagertes Verstellglied verschoben werden können. In diesem Verstellglied ist eine Bohrung mit einer Feder und einer Kugel und im Ratschengehäuse sind zwei Rastvertiefungen eingebracht.

[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Ratschenschlüssel der oben definierten Art so auszubilden, dass sowohl aus fertigungstechnischer Sicht als auch bei der Montage eine deutliche Vereinfachung erreicht wird.

[0011] Hierzu schlägt die Erfindung vor, dass die die Feder und die Kugel aufnehmende Bohrung im Sperrelement und die Vertiefung im Gehäuse angeordnet sind.

[0012] Die Ausbildung eines Ratschenschlüssels nach der Erfindung führt dazu, dass bei der Fertigung der wenigen Einzelteile aufwändige und problematische Arbeitsgänge wegfallen und die Montage des Ratschenmechanismus sehr einfach, schnell und ohne zusätzliche Hilfsmittel durchzuführen ist.

[0013] Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen zu finden. So kann insbesondere vorgesehen werden, dass das Gehäuse lagerendseitig des Sperrelements zumindest zwei gleichartige, benachbarte Vertiefungen aufweist, in welche die Kugel eingreifen kann und dass die beiden Vertiefungen symmetrisch zur Längsachse des Ratschenschlüssels angeordnet sind.

[0014] Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die Vertiefung aus einer teilhohlkugelförmigen Ausformung besteht und wahlweise aus kreisabschnittsförmig verlaufenden Mantelflächen oder aus einer konkaven, linsenförmigen Ausnehmung besteht. Schließlich können zwischen den Vertiefungen die Übergänge zur zweiten Ausnehmung länger und damit flacher ausgebildet sein, um eine weichere Umschaltung zu erzielen.

[0015] Die Zeichnung gibt weitere Erläuterungen zur Erfindung und zeigt Folgendes:

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines offenen Kopfabschnitts eines Ringratschenschlüssels.

Fig. 2 zeigt ein komplett vormontiertes Sperrelement des Ringratschenschlüssels nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen gattungsgemäßen Ringratschenschlüssel nach dem Stand der Technik.

[0016] Ein Ringratschenschlüssel 1 umfasst einen verdickten Kopfabschnitt 2 mit einem Gehäuse 3, in dem in einer ersten relativ großen, überwiegend runden Ausnehmung 4 ein Ring 5 drehbar gelagert ist. Der Innenumfang 6 des Rings 5 ist ausgebildet zum formschlüssigen Angriff an einem nicht dargestellten, mit einem Außenmehrkant versehenen Schraubelement, wie einer Mutter oder einem Schraubenkopf. Der Außenumfang des Rings 5 ist als umlaufender Zahnkranz 7 ausgebildet.

[0017] Neben der Ausnehmung 4 ist nach unten zu, zum nicht dargestellten Griff des Ringratschenschlüssels 1 hin, in das Gehäuse 3 eine zweite relativ kleine, überwiegend runde Ausnehmung 8 eingebracht, die über etwa ein Viertel ihres Umfangs mit der ersten Ausnehmung 4 in Verbindung steht, diese also radial etwas überlappt. In der zweiten Ausnehmung 8 ist ein einteiliges, kompaktes Sperrelement 9 drehbar gelagert, das an etwa einem Drittel seines im Übrigen runden Umfangs eine sekantenförmige Abflachung 10 aufweist, die außen, endseitig, mit zwei Zahnreihen 11 und 12 versehen ist.

[0018] Infolge der genannten Überlappung der beiden Ausnehmungen 4 und 8 kann das Sperrelement 9 mit seinen Zahnreihen 11 und 12, hier aus je drei Zähnen, wie eine Klinke auf den Zahnkranz 7 so einwirken, dass ein Verdrehen des Rings 5 in eine Richtung S verhindert, ein Verdrehen des Rings 5 in die andere Richtung F jedoch möglich ist.

[0019] Um die jeweilige Stellung des Sperrelements 9 zur Ausnehmung 8 und damit zum Gehäuse 3 zu definieren, ist im Sperrelement 9 eine Rastvorrichtung 13 angebracht. Diese Rastvorrichtung 13 besteht aus einer radialen Bohrung 14 in Form eines Sacklochs, in der eine Feder 15 durch eine in der Bohrung 14 gefangene und teils aus der Bohrung 14 austretende Kugel 16 vorgespannt ist. Durch diese Ausbildung kann das Sperrelement 9 samt Rastvorrichtung 13, also 14 bis 16, vor ihrer Montage in den Ringratschenschlüssel 1 komplett vorgefertigt werden.

[0020] Zur Festlegung der gewünschten Drehstellung des Sperrelements 9 in der Ausnehmung 8, und damit zur Festlegung der gesperrten Drehrichtung S bzw. freien Drehrichtung F des Rings 5, sind in der Ausnehmung 8 des Gehäuses 3 zwei radiale Vertiefungen 17 und 18 angeordnet, in welche die federnd gelagerte Kugel 16 mit ihrem aus der Bohrung 14 austretenden Teil eingreifen kann, um eine elastischformschlüssige Verrastung herzustellen. Ein zwecks Verstellung am Sperrelement 9 angreifender Drehknebel oder dergleichen ist nicht dargestellt, aber aus dem Stand der Technik bekannt.

[0021] In Fig. 1 sind zwei gleichartige, benachbarte Vertiefungen 17 und 18 in der kreisförmigen Kontur der Ausnehmung 8 vorgesehen, die zudem symmetrisch zur Längsachse X - X des Ringratschenschlüssels 1 angeordnet sind. Die Vertiefungen 17 und 18 können entweder teilhohlkugelförmig oder kreiszylinderabschnittsförmig oder auch linsenförmig konkav ausgebildet sein, wobei zwischen den Vertiefungen 17 und 18 ein flacher Übergang 19 und 20 zur Ausnehmung 8 hin vorgesehen ist, um eine weichere Umschaltung zu erzielen.

[0022] In Fig. 3 ist ein gattungsgemäßer Ringratschenschlüssel 1' nach dem Stand der Technik dargestellt, von dem die Erfindung ausgeht. Gleiche Bauteile sind mit dem gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem Index versehen.

[0023] Da die Zeichnung nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, sind manche Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen oder zweckmäßigen Handelns möglich. Beispielsweise hat es keinen Einfluss auf die Erfindung, wie im Einzelnen der Innenumfang des Rings ausgebildet ist oder ob anstatt zwei Vertiefungen 17 und 18 nur eine Vertiefung oder sogar, zur Herstellung eines zusätzlichen, in beide Richtungen wirkenden Freilaufs drei Vertiefungen für die Verrastung der Kugel 16 angeordnet sind.

Bezugszeichenliste

[0024] 

1

Ringratschenschlüssel

2

Kopfabschnitt

3

Gehäuse

4

Ausnehmung

5

Ring

6

Innenumfang

7

Zahnkranz

8

Ausnehmung

9

Sperrelement

10

Abflachung

11

Zahnreihe

12

Zahnreihe

13

Rastvorrichtung

14

Bohrung

15

Feder

16

Kugel

17

Vertiefung

18

Vertiefung

19

Übergang

20

Übergang

F

Freilaufrichtung

S

Sperrrichtung

X-X

Längsachse

Ansprüche

1. Ratschenschlüssel (1), mit einem Gehäuse (3), einem in einer ersten Ausnehmung (4) des Gehäuses (3) drehbar gelagerten Ring (5), dessen Innenumfang (6) zum formschlüssigen Angriff an einem Schraubelement ausgebildet ist und dessen Außenumfang einen umlaufenden Zahnkranz (7) aufweist, ferner mit einem einteiligen Sperrelement (9), das radial neben dem Ring (5) in einer zweiten mit der ersten Ausnehmung (4) in Verbindung stehenden Ausnehmung (8) des Gehäuse (3) zumindest in zwei Stellungen drehbar gelagert ist und zumindest in einer Stellung mit äußeren Zähnen (11; 12) in den Zahnkranz (7) eingreifen und ein Verdrehen des Zahnkranzes (7) in eine Richtung (S) verhindern kann, ferner mit einer zwischen dem Sperrelement (9) und dem Gehäuse (3) elastisch-formschlüssig wirksamen und lagerendseitig des Sperrelements (9) angeordneten Rastvorrichtung (13), bestehend aus einer in einer Bohrung (14) unter der Kraft einer Feder (15) gefangenen und teilweise aus der Bohrung (14) ragenden Kugel (16), die in zumindest eine Vertiefung (17; 18) eingreifen kann, um eine Drehstellung des Sperrelements (9) zu definieren, dadurch gekennzeichnet, dass die die Feder (15) und die Kugel (16) aufnehmende Bohrung (14) im Sperrelement (9) und die Vertiefung (17; 18) im Gehäuse (4) angeordnet sind.

2. Ratschenschlüssel (1) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) lagerendseitig des Sperrelements (9) zumindest zwei gleichartige, benachbarte Vertiefungen (17, 18) aufweist, in welche die Kugel (16) eingreifen kann.

3. Ratschenschlüssel (1) nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vertiefungen (17, 18) symmetrisch zur Längsachse (X-X) des Ratschenschlüssels (1) angeordnet sind.

4. Ratschenschlüssel (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (17; 18) aus einer teilhohlkugelförmigen Ausformung besteht

5. Ratschenschlüssel nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung aus kreisabschnittsförmig verlaufenden Mantelflächen besteht.

6. Ratschenschlüssel nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung aus einer konkaven, linsenförmigen Ausnehmung besteht.

7. Ratschenschlüssel (1) nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Vertiefungen (17, 18) ein abgeflachter Übergang (19, 20) zur zweiten Ausnehmung (8) angeordnet ist.

Zeichnung