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Dokumentenidentifikation DE3650702T2 20.05.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0525356
Titel Schraubenschlüssel
Anmelder Ruzicka, Jozef, St. Paul, Minn., US;
Ruzicka, Petr O., Short Hills, N.J., US;
Ruzicka, Milan, St. Paul, Minn., US
Erfinder Ruzicka, Jozef, St. Paul, Minn., US;
Ruzicka, Petr O., Short Hills, N.J., US;
Ruzicka, Milan, St. Paul, Minn., US
Vertreter Keil & Schaafhausen Patentanwälte, 60322 Frankfurt
DE-Aktenzeichen 3650702
Vertragsstaaten AT, CH, DE, FR, GB, IT, LI, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 16.12.1986
EP-Aktenzeichen 921100871
EP-Offenlegungsdatum 03.02.1993
EP date of grant 21.10.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.05.1999
IPC-Hauptklasse B25B 13/04
IPC-Nebenklasse B25B 13/48   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich auf Schraubenschlüssel der Art, wie sie beim Rotieren oder "Verdrehen" von Befestigungsgliedern, wie Bolzen und Schrauben mit polygonalen (z. B. quadratischen oder hexagonalen) Köpfen, verwendet werden. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Werkzeuge, welche in der Lage sind, Befestigungsgliedköpfe, welche in verschiedenen Meßsystemen, wie z. B. dem metrischen System, dem englischen oder Zoll-System, wie z. B. dem amerikanischen Fraktionssystem (AF und SAE), und den britischen Systemen, wie BA, BS und Whitworth (W) gestaltet, bemessen oder markiert sind, zu drehen. Die Werkzeuge haben eine einheitlich zum Ausnehmen eines polygonalen Kopfes eines Gewindegliedes ausgebildete Öffnung.

Viele Länder haben für die Herstellung von Bolzen, Schrauben, Muttern und Schlüsseln das metrische Maßsystem angenommen. Länder wie Frankreich, Deutschland, Italien, Japan, die Tschechoslowakei und Russland verwenden heutzutage fast ausschließlich das metrische System für diese Produktionen. Die Vereinigten Staaten, Kanada, England, Australien, Neuseeland und andere verwenden Maßsysteme, welche sowohl auf dem englischen (Zoll) als auch auf dem metrischen Maßsystem beruhen.

Nationale Standards oder Spezifikationen sind von vielen technisch entwickelten Ländern für Steckschlüssel und andere Schlüssel angenommen worden. Diese Standards, welche mindestens teilweise voneinander abweichen, enthalten SAE, ASTM, MIL, GGG-W, BS, FS, DIN, JS, CSN, JUS, und GOST. Obwohl seit mehr als 15 Jahren ernsthaft versucht wird, für alle technisch entwickelten Länder einen gemeinsamen Standard zu erreichen, ist ein gemeinsamer internationaler Standard noch nicht angenommen worden. Großbritannien zum Beispiel verwendet derzeit bis zu sechs verschiedene Systeme zum Markieren von Bolzenschlüsseln, Steckschlüsseln und andere Schlüsseln. Die Vereinigten Staaten verwenden vorherrschend das englische (Zoll) System (AF, ANSI, MIL und SAE) und in einem gewissen Maß das metrische System (Millimeter). Die Vielfalt solcher Standards hat die Entwicklung neuer Sorten von Bolzen, Muttern und Schlüsselwerkzeugen begrenzt. Periodisch wiederkehrende Übersichten und Revisionen solcher Standards haben nicht die notwendigen Veränderungen hervorgebracht, um eine schnelle Entwicklung einer neuen Art von Schlüsseln abzudecken, und die Herausgabe neuer, modernisierter Standards dauert oft mehr als fünfzehn Jahre. Folglich werden eine große Anzahl unterschiedlicher Schlüsselwerkzeuge verschiedener Gestaltungen, Öffnungen und Toleranzen in der ganzen Welt hergestellt. Der Benutzer ist einer niemals endenden Menge von Schlüsselwerkzeugen ausgeliefert, um allen heutzutage existierenden Größen und Maßsystemen gerecht zu werden. Dies ist für Einzelpersonen und für die Industrie im Allgemeinen kostspielig und unbequem.

Ein Versuch, diese Situation zu vereinfachen, findet sich in dem U. S. Patent 4,100,824, welches einen Schlüssel mit einer nicht-gleichförmigen Innenausgestaltung beschreibt, welche einen Satz Nuten nach dem englischen System und einen weiteren Satz Nuten nach dem metrischen System hat. Dieses Patent spricht nicht die Probleme an, welche aufgrund der Verwendung verschiedener zusätzlicher Maßsysteme erzeugt wird. Bei diesem System ist Vorsicht erforderlich, um den Bolzen oder die Mutternkopf in den richtigen Satz Nuten einzusetzen, und außerdem ist dieses Schraubenschlüsselsystem im Allgemeinen nicht geeignet für die Verwendung in Schlag- oder Kraftsteckern oder in Schraubenschlüsseln mit einem offenen Ende und den britischen Normen entsprechenden Bolzenschlüsseln und Steckschlüsseln.

U. S. Patent 3 027 790 offenbart einen Schraubenschlüssel mit mehreren beweglichen Teilen als Adapter und scheint keine praktikable Lösung des Problems darzustellen, da Fachleute und ernsthafte Amateure feste einteilige Schraubenschlüssel ohne zusätzliche Teile zu bevorzugen scheinen.

US-A-3 125 910 (Kavalar) offenbart einen Schraubenschlüssel, welcher dem Oberbegriff des angefügten Anspruchs 1 entspricht und eine Öffnung zum Aufnehmen einer Mutter oder eines anderen polygonalen Kopfes enthält, wobei die Öffnung aus nach innen und außen hervortretenden Vorsprüngen besteht. Zum Gebrauch übt der Schraubenschlüssel Druck durch die sich nach innen erstreckenden Vorsprünge gegen ebene Flächen der Mutter aus, welche die Gewindeflächen an bestimmten Stellen berühren. Darüber hinaus hat eine Abweichung von mehr als 5º von der bestimmten Berührungsstelle nachteilige Folgen. Kavalar macht keine Andeutung oder Vorschläge, daß das offenbarte Werkzeug irgendeinen Wert bezüglich des Entsprechens der Erfordernisse eines Schraubenschlüssels zur Verwendung mit polygonalen Köpfen gemäß zweier oder mehrerer Maßsysteme hat. Die vorliegende Erfindung sieht Mittel vor, diesem Erfordernis zu genügen.

Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung einen Schraubenschlüssel mit einer Öffnung zum Aufnehmen eines polygonalen Kopfes eines Gewindegliedes vor, bei welchem:

die Öffnung eine Drehachse und eine Innenfläche mit einer Reihe von ersten Flächen aufweist, welche konkav zu der Drehachse sind und über den Umfang der Öffnung verteilt liegen, und einer Reihe von zweiten Flächen, welche konvex zu der Drehachse sind und über den Umfang der Öffnung verteilt liegen, wobei aufeinander folgende der ersten Flächen zwischen aufeinander folgenden der zweiten Flächen über den Umfang angeordnet sind;

jede der ersten Flächen gewölbt und so als geometrischer Ort von Punkten definiert ist, welche in einen vorgegebenen radialen Abstand "r" von der ersten Achse "a", welche selbst einen Abstand "r1" von der Drehachse hat, jedoch parallel zu dieser liegt, fallen;

jede der zweiten Flächen gewölbt und so als geometrischer Ort von Punkten definiert ist, welche in einen radialen Abstand "R" von einer zweiten Achse "A", welche selbst einen Abstand "R1" von der Drehachse hat, jedoch parallel zu dieser liegt, fallen;

die Abmessungen und Anordnungen der zweiten Flächen derart sind, daß bei Benutzung die von dem Schraubenschlüssel mit dem polygonalen Kopf hergestellte Berührung eine Berührung zwischen den gewölbten zweiten Flächen und den Seiten des polygonalen Kopfes des Gewindegliedes ist;

die radiale Entfernung r der radialen Entfernung R gleicht; und

das Werkzeug keine ebenen Flächen zwischen den ersten und zweiten Flächen und keine tangential in diese übergehenden Flächen enthält;

dadurch gekennzeichnet, daß:

(a) jede Fläche, welche einen Teil der Innenfläche der Öffnung darstellt und an eine gewölbte Fläche angrenzt, tangential in die gewölbte Fläche übergeht;

(b) das Werkzeug so bemessen ist, daß es die Köpfe von Gewindegliedern, welche in mindestens zwei unterschiedlichen Nominalgrößen vorliegen, in mindestens zwei unterschiedlichen Maßsystemen aufnimmt, so daß das Verhältnis von Maximum zu Minimum der Nominalgrößen für quadratische Köpfe zwischen 1,0053 bis 1,1430 und für hexagonale Köpfe zwischen 1,0053 bis 1,0600 liegt; und

(c) das Werkzeug sichtbare Markierungen trägt, welche mindestens zwei verschiedene Nominalgrößen identifizieren.

Bezüglich der Abmessungen des Schraubenschlüssels, ist R1 bevorzugt größer als r1, und in dem Fall, in welchem jede zweite Achse um 60º von mindestens einer nächsten benachbarten Achse abgewinkelt liegt, übersteigt das Verhältnis R&sub1;/r&sub1; bevorzugt 1,5 und vorzugsweise 2,0. In diesem Fall ist R ebenfalls gleich r. In diesem Ausführungsbeispiel, in welchem jede zweite Achse um 60º von mindestens einer nächsten benachbarten zweiten Achse abgewinkelt liegt, gehen die benachbarten gewölbten Flächen vorzugsweise tangential ineinander über. Die hier verwendeten Begriffe "Bogen" und "gewölbt" beziehen sich auf Kreise.

Die zweiten Achsen des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles können, falls erwünscht, in 45º oder 90º zueinander liegen, um so eine Öffnung vorzusehen, welche quadratische Köpfe des Gewindegliedes aufnimmt. Nach innen konvex gewölbte Flächen unterschiedlicher Größe können einander abwechseln.

Die erfindungsgemäßen Schraubenschlüssel haben vorzugsweise kopfberührende Innengrößen, die so ausgebildet sind, daß sie polygonale Befestigungsköpfe zweier, vorzugsweise dreier, und bis zu sechs unterschiedlicher nomineller Größen kräftig und zuverlässig greifen. Das Verhältnis (wie oben beschrieben festgelegt) für Werkzeuge, welche quadratische Köpfe aufnehmen, reicht von 1,0001 bis ungefähr 1,1430, und für Werkzeuge, welche hexagonale Köpfe aufnehmen, von 1,0001 bis ungefähr 1, 0600. Da die Größen der Schraubenschlüsselöffnungen variieren (z. B. Fig. 16), ist der eingeschlossene Winkel zwischen den beliebigen benachbarten Schlüsselflächen vorzugsweise ebenfalls variabel, um Befestigungsköpfe unterschiedlicher Größensysteme besser aufzunehmen.

In einer bevorzugten Ausführung sind die erfindungsgemäßen Schraubenschlüssel einfache, einstückige Schraubenschlüssel mit einheitlichen Innenausgestaltungen und keinen beweglichen Teilen, und welche insbesondere zum Drehen von Befestigungsmitteln (Gewinde, Schrauben, Bolzen, etc.) mit quadratischen, hexagonalen oder anderen polygonalen Köpfen ausgebildet sind, so daß eine Werkzeuggröße in der Lage ist, polygonale Köpfe von mindestens zwei und bis zu sechs unterschiedlichen nominellen Größen und bis zu sieben unterschiedlichen Systemmarkierungen kräftig und zuverlässig einzupassen. Mit "Drehwerkzeug", "Bolzenschlüssel" oder "Schraubenschlüssel", wie hier verwendet, sind Werkzeuge gemeint, welche Öffnungen haben, die ganz oder teilweise die polygonalen Köpfe von Gewindebefestigungsmitteln wie Bolzen und Schrauben zum Bewegen des Befestigungsmittels umgeben oder umschließen. Daher können diese Werkzeuge der Vielfalt der Steckschlüssel angehören, von welcher die Öffnung des Drehwerkzeuges den Kopf des Gewindegliedes völlig umgibt und wird in eine solche axiale Stellung des Gewindegliedes bewegt, oder kann von der Sorte Bolzenschlüssel oder offenendigem Schraubenschlüssel sein, bei welcher die Drehwerkzeugöffnung den Kopf des Gewindegliedes nur teilweise umfaßt und in einer im Allgemeinen zu der Achse des Gewindegliedes normalen Richtung in seine Drehstellung bewegt werden kann. Drehwerkzeuge beinhalten solche Werkzeuge, die man normalerweise als Steckschlüssel, Ringschlüssel, Ringratschenschlüssel, Maulschlüssel, Bolzenantrieb, konische Bolzen, Lappenmutter, Hahnenfuß-Schraubenschlüssel und Kombinationsschlüssel, Schlag- und Kraftsteck-Schraubenschlüssel, Flexkopfschlüssel, etc. bezeichnet.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Drehwerkzeuge zur Verwendung mit Gewindegliedern mit quadratischen Köpfen angepaßt und sind von einer solchen Größe, daß sie maximal große und minimal kleine quadratköpfigen Glieder aufnehmen, so daß das maximale Verhältnis der nominellen Entfernung gegenüberliegender Schlüsselflächen von solch quadratköpfigen Gliedern zwischen ungefähr 1,0053 und ungefähr 1,1430 liegt. Ähnlich sind Drehwerkzeuge so an die Verwendung von Gewindegliedern mit hexagonalen Köpfen angepaßt, daß sie maximal und minimal große hexagonalköpfige Glieder aufnehmen können, so daß das maximale Verhältnis der nominellen Entfernung gegenüberliegender Schlüsselflächen von solch maximal und minimal großen Gliedern zwischen ungefähr 1,0053 und ungefähr 1,0600 liegt. Sichtbare Marken werden vorzugsweise nahe jeder Schlüsselöffnung getragen, wobei solche Marken mindestens zwei und bevorzugt drei oder mehr spezifische, jedoch unterschiedliche nominelle Größen in mindestens zwei unterschiedlichen Größensystemen enthalten.

Im Folgenden werden beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ein Drehwerkzeug (ebenfalls bezeichnet als "Drehsysteme" oder "Schlüssel") gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen (Fig. 15, 16, 17 und 18) der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei einige dieser Ausführungsbeispiele aus Vergleichsgründen unter Bezugnahme auf Drehwerkzeuge (Fig. 1-14) des Standes der Technik beschrieben werden.

In den Zeichnungen:

stellt Fig. 1 eine weggebrochene Draufsicht eines konventionellen Zwei-Berührungspunkt-Schraubenschlüssels dar, wobei die Schlüsselflächen wie gestrichelt angedeutet mit Ecken eines quadratischen oder hexagonalen Bolzenkopfes in Berührung treten;

stellt Fig. 2 eine weggebrochene Draufsicht eines konventionellen Schraubenschlüssels mit drei Berührungspunkten ähnlich dem in Fig. 1 dar;

stellt Fig. 3 eine weggebrochene Draufsicht eines konventionellen Schraubenschlüssels mit vier Berührungspunkten ähnlich dem in Fig. 1 und 2 dar;

stellt Fig. 4 eine weggebrochene Draufsicht eines konventionellen Schraubenschlüssels ähnlich dem in Fig. 1 dar, jedoch mit inneren Schlüsselflächen, welche für das Drehen von quadratischen Bolzenköpfen ausgebildet sind;

stellt Fig. 5 eine weggebrochene Draufsicht eines konventionellen Schraubenschlüssels mit sechs Antriebspunkten dar, wie er in dem britischen Patent 508,761 zur Verwendung mit hexagonalen Bolzenköpfen beschrieben ist, wobei die Berührung mit den Ecken eines Bolzenkopfes vermieden wird;

stellt Fig. 6 eine weggebrochene Draufsicht eines konventionellen Schraubenschlüssels mit zwölf Berührungspunkten zum Drehen hexagonalköpfiger Bolzen dar,

stellt Fig. 7 eine weggebrochene Draufsicht eines Schraubenschlüssels mit zwölf Berührungspunkten dar, welcher so ausgebildet ist, daß die hexagonalen Bolzenköpfe ohne Eck berührung berührt werden, wie in U. S. Patent 3,125,910 (Kavalar) beschrieben;

stellt Fig. 8 eine weggebrochene Draufsicht eines 12- Punkt-Schraubenschlüssels dar, welcher die Ecken der hexagonalen Bolzen nicht berührt, wobei ein derartiger Typ in den U. S. -Patenten 3,272,430 und 3,495,485 dargestellt ist;

stellt Fig. 9 eine weggebrochene Draufsicht auf ein Schraubenschlüsselsystem mit zwölf Berührungspunkten gemäß der in dem U. S. -Patent 3,079,819 gezeigten Art dar;

stellt Fig. 10 eine weggebrochene Draufsicht eines Zwei- Berührungspunkt-Schraubenschlüssels dar, welcher quadratische und hexagonale Muttern betreibt;

stellt Fig. 11 eine weggebrochene Draufsicht eines Vier- Berührungspunkt-Schraubenschlüssels ähnlich dem in Fig. 10 dar;

stellt Fig. 12 eine weggebrochene Draufsicht eines Schraubenschlüssels mit drei Berührungspunkten der in dem U. S. -Patent 3,695,124 beschriebenen Art dar, welcher für hexagonale Bolzenköpfe verwendet wird, und welcher die Ecken des Kopfes ähnlich wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, nicht berührt;

stellt Fig. 13 eine weggebrochene Draufsicht eines Schraubenschlüssels mit sechs Berührungspunkten dar, welcher für hexagonale Bolzenköpfe verwendet wird und welcher die Ecken des Kopfes nicht berührt;

stellt Fig. 14 eine weggebrochene Draufsicht auf einen 12-Punkt-"Keilwellen"-Schraubenschlüssel des in dem U. S. - Patent 3,675,516 gezeigten Typs dar zur Verwendung zum Drehen von mit Keilwellen versehenen Elementen und außerdem hexagonalen Bolzenköpfen dar;

stellt Fig. 15 eine weggebrochene Draufsicht eines neuen Schraubenschlüsselwerkzeuges mit sechs Berührungspunkten dar;

stellt Fig. 16 eine weggebrochene Draufsicht eines neuen Schraubenschlüsselwerkzeuges mit acht Berührungspunkten zur Verwendung mit quadratischen Bolzenköpfen dar;

stellt Fig. 17 eine weggebrochene Draufsicht eines neuen Schraubenschlüsselwerkzeuges mit achtzehn Berührungspunkten zum Drehen von hexagonalen Bolzenköpfen dar; und

stellt Fig. 18 eine weggebrochene Draufsicht eines neuen Schraubenschlüsselwerkzeuges mit vierundzwanzig Berührungspunkten dar.

Um das Verständnis des Konzeptes von Dreh-Schraubenschlüsselwerkzeugen im Allgemeinen zu erleichtern, wird nachfolgend eine kurze Erklärung der Berührung gegeben, der zwischen den Arbeitsflächen eines Dreh-Schraubenschlüssels und einer Mutter oder einem Bolzenkopf auftritt. Unter Bezugnahme auf den herkömmlichen Schraubenschlüssel gemäß Fig. 1 weist der Schraubenschlüssel (10) Schlüsselflächen (11, 12) auf, die ausreichend weit im Abstand voneinander liegen, um die gegenüberliegenden flachen Oberflächen (13, 14) eines mit gestrichelten Linien dargestellten Sechskantbolzens lose aufzunehmen. Wird der Schraubenschlüssel in Richtung des Pfeiles A gedreht, ergibt sich, daß die Schlüsselflächen gegen die Ecken des Bolzenkopfes anliegen, anstatt an den flachen Oberflächen des Bolzenkopfes; dies wird als "Eckberührung" bezeichnet und die Verwendung derartiger Schraubenschlüssel kann leicht die Ecken von Bolzenköpfen, insbesondere von Sechskantbolzenköpfen einkerben und abrunden. Mit Schraubenschlüsseln der in Fig. 7 dargestellten Art tritt auf der anderen Seite die Innenfläche der Schlüsselöffnung nicht in Berührung mit den Ecken des Bolzenkopfes sondern eher mit Punkten (tatsächlich mit Linien) entlang der Länge der flachen Bolzenkopfkanten. Die abgerundeten Ausbuchtungen (15) des Schraubenschlüssels (16) treten anfangs in Linienberührung mit dem Bolzenkopf, wird aber Druck aufgebracht, so werden die Bolzenkopfkanten leicht deformiert, so daß die Berührung zwischen den Ausbuchtungen und dem Bolzenkopf über eine breitere Fläche erfolgt. Obwohl bestimmte Schraubenschlüssel- Gestaltungen, wie die in Fig. 8 dargestellte, als eine "Flächen-zu-Flächen"-Berührung mit Sechskantbolzenköpfen schaffend angepriesen werden, ist verständlich, daß Toleranzen bei der Herstellung sowohl des Schraubenschlüssels als auch der Bolzenköpfe verhindern, daß eine solche Berührung tatsächlich entlang der vollen Oberfläche der Schlüsselflächen erfolgt; tatsächlich ist eine solche Berührung eine Linienberührung, bis der Bolzenkopf durch die scharfen Kanten des Schraubenschlüssels geeignet deformiert ist. Man bemerke, daß der Schraubenschlüssel gemäß Fig. 8 auf ähnliche Weise wie der in Fig. 5 dargestellte, ausgeparte Abschnitte verwendet, um die Eckkanten von Befestigungsmittelköpfen aufzunehmen, um dadurch Eckberührung mit den Köpfen zu vermeiden.

Unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung beispielhaft dargestellten Werkzeuge, sind diese Werkzeuge dadurch charakterisiert, daß sie eine gleichmäßige Innengestaltung aufweisen. Das heißt, daß ähnlich gestaltete Innenflächenelemente (beispielsweise Ausbuchtungen) radial in demselben Abstand von der Achse der Schraubenschlüsselwerkzeugöffnung liegen. Beispielsweise liegen die in Fig. 7 dargestellten Ausbuchtungen (15) in gleichmäßig radialem Abstand von der Achse X.

Die vorliegende Erfindung schafft Drehschraubenschlüssel, die keine beweglichen Teile aufweisen und die insbesondere bemessen sind zum Drehen von Befestigungselementen wie Muttern, Schrauben und Bolzen, die quadratische, hexagonale oder andere polygonale Köpfe aufweisen. Diese Schraubenschlüsselwerkzeuge sind dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Lage sind, kräftig und zuverlässig polygonale Köpfe aufzunehmen, deren Nenngrößen in wenigstens zwei unterschiedlichen Systemen, wie beispielsweise dem American Fractional Standard ("AF") und dem British Standard ("BS"), bemaßt sind, und wenigstens zwei und vorzugsweise drei oder mehr Größenmarkierungen in unterschiedlichen Größensystemen tragen. D. h., daß die erfindungsgemäßen Drehschraubenschlüssel polygonale Befestigungselementköpfe umfassen, so daß ein Einkerben oder Abrunden der Köpfe nicht auftritt, selbst wenn ein großes Drehschraubmoment darauf ausgeübt wird. Ein derartiges kräftiges und zuverlässiges Aufsetzen des Werkzeugs auf den Kopf des Befestigungselementes ist derart, daß die Aufbringung eines wesentlich zu großen Schraubdrehmoments eher zu einem physikalischen Abbrechen des Befestigungselementkopfes von dem Gewindeabschnitt des Befestigungselementes führt oder einfach die Verformung ("Abscheren") des Schaftgewindes herbeiführt. Von besonderer Bedeutung für diese Ausführungsform der Erfindung sind solche Schraubenschlüssel, die an dem Kopf angreifende Flächen haben, die so ausgestaltet sind, daß sie den Ecken der Köpfe gegenüberliegende Aussparungen aufweisen, um dadurch Berührung mit den Kopfecken zu vermeiden. Vorzugsweise sind die an dem Kopf angreifenden Flächen des Drehwerkzeugs mit nach innen vorspringenden abgerundeten Ausbuchtungen versehen, die angeordnet sind, um an dem Kopf eines Befestigungselementes entlang der flachen Flächen des Kopfes anzugreifen, anstatt an seinen Ecken, wobei die Nocke bei der Aufbringung eines wesentlichen Drehmoments dazu neigt, die flache Fläche des Kopfes leicht zu deformieren, um einen Flächenkontakt zwischen dem Schraubenschlüssel und dem Kopf herzustellen.

Die Antriebsköpfe von Bolzen und ähnlichen Befestigungselementen können in dem metrischen System (beispielsweise in mm) bemaßt sein und außerdem unter Verwendung der American Fractional ("AF") Standards (SAE, MIL, etc.) und britischen Standards wie "BS", "BA" und "W" (Whitworth)-Bemessungen. Die Schraubenschlüssel sind so bemessen, daß sie kräftig und zulässigadäquat Befestigungselementköpfe wenigstens zweier unterschiedlicher Nenngrößen aufnehmen, derart, daß das Verhältnis des nominalen Abstands sich gegenüberliegender Kopfflächen im Fall von quadratischen Köpfen in den Bereich von 1,0053 bis 1,1430 fällt und im Fall von Sechskant-Köpfen in den Bereich von 1,0053 bis 1,0600.

Die unten dargestellte Tabelle I stellt eine nicht abschliessende, beispielhafte Liste nominaler Kopfweiten und Größenkombinationen für quadratische und Sechskantkopfbefestigungselemente dar. Zur Vereinfachung der Beschreibung Bezug nehmend auf den ersten Eintrag in der Tabelle beschreibt dieser Eintrag einen Schraubenschlüssel, der vollständig und zuverlässig an dem polygonalen Kopf eines Befestigungselementes mit Gewinde angreift, welches Nenngrößen von 1,5 mm und 1/16 (AF, US-Standard) und 16 BA (Britischer Standard) aufweist. Wie in der Tabelle dargestellt wird 1/16 inch in 1,5875 mm umgerechnet. 16 BA gemäß dem britischen Standard entspricht 1,4224 mm. 1,5 mm in dem metrischen System ist selbstverständlich 1,5 mm. Das maximale Verhältnis der maximalen Nennweite über die Flächen (1, 5875) zu der minimalen Nennweite der Flächen (1,4224) ist 1,1161 und dies ist in der abschließenden Spalte der Tabelle festgehalten. Zur weiteren Erläuterung bezieht sich der letzte Eintrag in der Tabelle auf einen Befestigungselementkopf mit einer Nennweite der gegenüberliegenden Flächen von 220 mm. Der geeignet bemessene Schraubenschlüssel gemäß der Erfindung paßt außerdem vollständig und zuverlässig auf Befestigungselementköpfe, die in dem US-American Fractional System als 8 5/8" und 8 3/4" bemaßt sind. Die letzteren Nennwerte entsprechen 219,0731 mm bzw. 222,2481 mm. Das maximale Verhältnis der maximalen Nenngröße zu der minimalen Nenngröße beträgt demnach 222,2481/219,0731 oder 1,0145. Die so bezeichneten Verhältnisse werden gemäß der folgenden Formel berechnet:

Verhältnis = maximale nominale Kopf größe in mm / minimale nominale Kopfgröße in mm

TABELLE I SCHRAUBENSCHLÜSSELMARKIERUNGEN UND GRÖSSENKOMBINATIONEN FÜR QUADRATISCHE UND SECHSECKIGE MUTTERN UND BOLZEN UND SCHRAUBENKÖPFE
TABELLE I (Fortsetzung) SCHRAUBENSCHLÜSSELMARKIERUNGEN UND GRÖSSENKOMBINATIONEN FÜR QUADRATISCHE UND SECHSECKIGE MUTTERN UND BOLZEN UND SCHRAUBENKÖPFE
TABELLE I (Fortsetzung) SCHRAUBENSCHLÜSSELMARKIERUNGEN UND GRÖSSENKOMBINATIONEN FÜR QUADRATISCHE UND SECHSECKIGE MUTTERN UND BOLZEN UND SCHRAUBENKÖPFE
TABELLE I (Fortsetzung) SCHRAUBENSCHLÜSSELMARKIERUNGEN UND GRÖSSENKOMBINATIONEN FÜR QUADRATISCHE UND SECHSECKIGE MUTTERN UND BOLZEN UND SCHRAUBENKÖPFE
TABELLE I (Fortsetzung) SCHRAUBENSCHLÜSSELMARKIERUNGEN UND GRÖSSENKOMBINATIONEN FÜR QUADRATISCHE UND SECHSECKIGE MUTTERN UND BOLZEN UND SCHRAUBENKÖPFE
TABELLE I (Fortsetzung) SCHRAUBENSCHLÜSSELMARKIERUNGEN UND GRÖSSENKOMBINATIONEN FÜR QUADRATISCHE UND SECHSECKIGE MUTTERN UND BOLZEN UND SCHRAUBENKÖPFE
TABELLE I (Fortsetzung) SCHRAUBENSCHLÜSSELMARKIERUNGEN UND GRÖSSENKOMBINATIONEN FÜR QUADRATISCHE UND SECHSECKIGE MUTTERN UND BOLZEN UND SCHRAUBENKÖPFE

Die Drehschraubwerkzeuge gemäß der Erfindung können beispielsweise visuell lesbare Markierungen tragen, welche die wenigstens zwei und vorzugsweise drei unterschiedlichen Kopfgrößen, für welche sie vorgesehen sind, anzeigen. Beispielsweise kann der erste in Tabelle I erscheinende Schraubenschlüssel mit "1,5 mm & 1/16 inch & 16 BA" bezeichnet sein. Die Tabelle wurde unter Verwendung internationaler (ISO) und vieler nationaler Standards und Besonderheiten der Vereinigten Staaten (SAE, ANSI, MIL, ASTM), britischer (BS), deutscher (DIN), französischer (FS), jugoslawischer (JUS), japanischer (JS) und Besonderheiten verschiedener Hersteller in den Vereinigten Staaten, England, Frankreich, Deutschland, Kanada, Japan, Italien, Schweden, Spanien, Tschechoslowakei, Jugoslawien, Taiwan, China, Brasilien usw. berechnet.

Bezugnehmend auf die Fig. 3 bis 21 zeigt jede Figur Positionen eines Bolzenkopfes innerhalb der Greiföffnung eines Drehschraubenschlüssels, wobei die in gestrichelten Linien dargestellten Bolzenkopfpositionen sich auf den kleinsten Bolzenkopf beziehen, der vollständig und zuverlässig von dem Werkzeug erfaßt werden kann. Bestimmte der Figuren zeigen auch ein Schraubenschlüsselwerkzeug sowohl in Steckschlüsselform (wobei ein vollständiger Kreis entweder in durchgezogenen oder punktierten Linien um den Bolzenkopf erscheint) oder in Form eines Schraubenschlüssels mit offenem Ende. Z. B. ist in Fig. 3 ein Steckschlüssel in punktierten Linien als (17) dargestellt, während die Schraubenschlüssel-Werkzeugversion mit offenem Ende in durchgezogenen Linien als (18) dargestellt ist. In Fig. 4 ist auf ähnliche Weise die Steckschlüssel- Ausführungsform in durchgezogenen Linien als (20) und die Ausführungsform mit offenem Ende in gestrichelten Linien als (22) dargestellt. Außerdem können andere Positionen für die Enden der Ausführungsformen mit offenem Ende variiert werden und verschiedene Positionen sind z. B. in Fig. 14 dargestellt.

Die folgenden nicht einschränkenden Beispiele dienen der deutlicheren Darstellung verschiedener weiterer Ausführungsformen der Erfindung.

Beispiel I

Unter Bezugnahme auf die in Fig. 15 dargestellte Ausführungsform sind die bei (20) und (22) allgemein dargestellten Drehschraubenschlüssel in Steckschlüsselform und mit offenem Ende so bemessen, daß sie mit kräftigen und zuverlässigem Griff die Sechskantköpfe von Gewindebefestigungselementen einer Größe von 4 mm & 5/32" & 8 BA umfassen, was ein Verhältnis von 1,0363 ergibt. Der Schraubenschlüssel gemäß Fig. 15 hat, wie in der Zeichnung dargestellt, eine Drehachse X, die sich senkrecht zu der Ebene des Papiers erstreckt und weist eine Öffnung zur Aufnahme des polygonalen Kopfes eines Gewindeelements, in diesem Fall eines als "H" dargestellten Sechskantkopfes auf. Die Öffnung hat eine innere, an dem Kopf angreifende Fläche, die eine Reihe bogenförmiger erster Flächen (24) konkav zu der Achse der Öffnung und über den Umfang der Öffnung verteilt aufweist. Jede der ersten Flächen ist allgemein als der Ort von Punkten definiert, die auf einen bestimmten radialen Abstand r von einer ersten Achse "a" fallen, die selbst um einen Abstand r1 von der Achse X der Öffnung aber parallel zu dieser entfernt liegt. Zwischen den bogenförmigen ersten Flächen (24) sind eine Reihe bogenförmiger zweiter Flächen (26) angeordnet, die konvex zu der Achse der Öffnung ausgebildet und um ihren Umfang verteilt sind, wobei jede der zweiten bogenförmigen Flächen allgemein als der Ort von Punkten definiert ist, die auf einen radialen Abstand R von einer zweiten Achse A fallen, die selbst um einen Abstand R&sub1; von der Achse X der Öffnung aber parallel zu dieser entfernt liegt. Jede Fläche, welche die Öffnung bildet und an eine bogenförmige Fläche angrenzt, geht tangential in diese bogenförmige Fläche über. R&sub1; ist vorzugsweise größer als r&sub1; und das Verhältnis R&sub1;/r&sub1; übersteigt wünschenswerter Weise 1,5 und vorzugsweise 2,0. Die bogenförmigen zweiten Flächen (26) bilden, wie man festgestellt hat, "Ausbuchtungen" mit abgerundeten Oberflächen um Berührung mit den Flächen eines Sechskantkopfes eines Gewindeelementes herzustellen. Ein solches Element, bezeichnet als "h", ist in Betätigungsberührung mit den Ausbuchtungen dargestellt. Jede zweite Achse A liegt in einem Abstand von 60º winklig von wenigstens einer nächsten angrenzenden zweiten Achse A.

Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 15 können Drehschraubenschlüssel dieser allgemeinen Gestaltung als Steckschlüssel, Ringschlüssel, Maulschlüssel, konische Muttern, Mutternantriebe und Hahnenfuß(crowfoot)-Schraubenschlüssel hergestellt werden, die zur Aufnahme hexagonaler Befestigungselementköpfe mit folgenden Nenngrößen bemessen sind:

10 mm & 3/8" (AF) (Verhältnis von 1,0499);

11 mm & 7/16" (AF) & 3/16 W (Whitworth) & 1/4 BS (Verhältnis von 1,0275);

19 mm & 3/4" (AF) & 3/8 W & 7/16 BS (Verhältnis von 1,0563).

Auf ähnliche Weise können wie in Fig. 15 dargestellt aufgebaute Drehschraubenschlüssel als Steckschlüssel, Ringschlüssel- und Hahnenfuß(crowfoot)-Schraubenschlüssel gestaltet sein, die bemessen sind, um hexagonale Befestigungselementköpfe mit Nenngrößen wie 28 mm & 27 mm & 1/16" (AF) & 1 1/8" (AF) & 5/8 W & 11/16 BS aufzunehmen, wobei der Schraubenschlüssel ein wie oben definiertes Verhältnis von 1,0588 aufweist. Andere Schraubwerkzeuge, die wie in Fig. 15 dargestellt gestaltet sind, können als Steckschlüssel und Ringschlüssel-Werkzeuge vorgesehen sein, die zur Aufnahme von hexagonalen Befestigungselementköpfen mit Nenngrößen wie 32 mm & 33 mm & 1 5/16" (AF) & 1 1/4" (AF) & 3/4 W & 7/8 BS bemessen sein, wobei der Schraubenschlüssel ein Verhältnis von 1,0500 aufweist. Ein weiterer, wie in Fig. 15 dargestellt gestalteter Schraubenschlüssel kann als Steckschlüssel vorgesehen sein, der zur Aufnahme hexagonaler Befestigungselementköpfe mit Nenngrößen wie 220 mm & 8 5/8" (AF) & 8 3/4" (AF) bemessen ist, wobei sein Verhältnis 1,0145 beträgt.

Beispiel II

Steck- und Ring-Drehschraubenschlüssel nach der ERfindung können zur Aufnahme hexagonaler Köpfe von Gewindeelementen mit Nenngrößen von 35 mm und 34 mm & 1 3/8" (AF) & 1 5/16" (AF) & 13/16 W & 15/16 BS bemessen sein, wobei das Werkzeug, wie oben definiert, ein Verhältnis von 1,0591 aufweist. Auf ähnliche Weise können Steckschlüssel gestaltet sein, um hexagonale Köpfe von Gewindebefestigungselementen aufzunehmen, welche mit Nenngrößen wie folgt bemessen sind:

a) 105 mm & 4 3/8" (AF) & 4 1/8" (AF) & 2 3/4 W & 3 BS, wobei das Verhältnis 1,0152 beträgt;

b) 140 mm & 5 5/8" (AF) & 5 1/2" (AF) & 3 3/4 W & 4 BS, wobei das Verhältnis des Schraubenschlüssels 1,0227 beträgt;

c) 200 mm & 7 7/8" (AF) & 8" (AF) mit einem Verhältnis von 1,0160.

Wird das in Fig. 15 dargestellte Schraubwerkzeug, bei dem R gleich r ist so modifiziert, daß R&sub1; etwa gleich r&sub1; ist, dann werden Werkzeuge der in den Fig. 16, 17 und 18 dargestellten Form erhalten. Bezugnehmend auf Fig. 16 sind acht Berührungspunkte oder Ausbuchtungen (26) vorgesehen. Dieses Schraubwerkzeug ist insbesondere geeignet zur Aufnahme von quadratischen Köpfen von Gewindebefestigungselementen. Die Innenfläche des Werkzeugs umfaßt mit dem Bezugszeichen (30) bezeichnete Abschnitte, die im allgemeinen flache Flächen sind und sich zwischen den gebogenen ersten und zweiten Flächen erstrecken. Diese flachen Flächen (30) können so orientiert sein, daß sie wie in Fig. 16 dargestellt, in generellen Flächenkontakt mit den Flächen eines Gewindeelementkopfes treten, wobei die in Fig. 16 erscheinenden Winkeldimensionen so angepaßt sind, daß sie einen solchen Flächenkontakt fördern. Die Fig. 17 und 18 zeigen Werkzeuge, die in gewissem Sinne ähnlich dem in Fig. 16 dargestellten sind, außer daß bei dem Werkzeug gemäß Fig. 17 die Ausbuchtungen winklig um 20º voneinander beabstandet sind, und daß bei dem Werkzeug gemäß Fig. 18 die Ausbuchtungen winklig um 15º beabstandet sind. Es ist zu bemerken, daß die Abstände zwischen angrenzenden zweiten Achsen A der Ausführungsformen gemäß den Fig. 16, 17 und 18 im allgemeinen geringer sind als 3R, wobei R oben in Zusammenhang mit Fig. 15 beschrieben wurde.

Beispiel III

Steckschlüssel- und Ringschlüsseldrehschraubwerkzeuge können in der in Fig. 16 dargestellten Gestaltung ausgebildet und hergestellt werden und insbesondere in Übereinstimmung mit der Erfindung bemessen werden, um quadratische Köpfe von Befestigungselementen mit Gewinde aufzunehmen mit Nenngrößen von 13 mm & 1/2" (AF) & 1/4 W & 5/16 BS und mit einem Verhältnis von 1,0500. Auf ähnliche Weise können Ring-, Nuß-, und Maulschlüsselwerkzeuge gemäß der Gestaltung von Fig. 16 ausgebildet und hergestellt werden und zur Aufnahme von quadratischköpfigen Befestigungselementen mit Nenngrößen von 16 mm & 5/8" und einem Verhältnis von 1,0079 bemessen sein. Dieselben Steckschlüssel- und Ringschlüsselwerkzeuge können in Übereinstimmung mit der Gestaltung gemäß den Fig. 20 und 21 ausgebildet und hergestellt werden und zur Aufnahme hexagonaler Befestigungselementköpfe mit Nenngrößen von 16 mm & 5/8" (AF) bemessen sein, wobei die Werkzeuge ein Verhältnis von 1,0079 aufweisen.

Die von dem erfindungsgemäßen Werkzeug getragenen sichtbaren Markierungen liegen bequem benachbart zu der Werkzeugöffnung, und identifizieren wenigstens zwei und vorzugsweise drei oder mehr unterschiedliche Befestigungskopfgrößen.

Beispielhafte Markierungen sind in Fig. 15 dargestellt, wobei die Markierungen (4 mm & 5 / 32 AF & 8 BA) bei diesem Beispiel auf oder in den Handgriff des Werkzeugs eingestempelt sind. Drehschraubwerkzeuge in Form von Steckschlüsseln würden normalerweise die Markierungen an den äußeren Nut-Oberflächen aufweisen.

Obwohl bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, versteht es sich, daß verschiedene Änderungen, Anpassungen und Modifikationen möglich sind, ohne vom Schutzbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen.


Anspruch[de]

1. Schraubenschlüssel mit einer Öffnung zum Aufnehmen eines polygonalen Kopfes eines Gewindegliedes, bei welchem:

die Öffnung eine Drehachse (X) und eine Innenfläche mit einer Reihe von ersten Flächen (24) aufweist, welche konkav zu der Drehachse sind und über den Umfang der Öffnung verteilt liegen, und einer Reihe von zweiten Flächen (26), welche konvex zu der Drehachse sind und über den Umfang der Öffnung verteilt liegen, wobei aufeinander folgende der ersten Flächen (24) zwischen aufeinander folgenden der zweiten Flächen (26) über den Umfang angeordnet sind;

jede der ersten Flächen (24) gewölbt und so als geometrischer Ort von Punkten definiert ist, welche in einen vorgegebenen radialen Abstand "r" von der ersten Achse "a", welche selbst einen Abstand "r1" von der Drehachse (X) hat, jedoch parallel zu dieser liegt, fallen;

jede der zweiten Flächen (26) gewölbt und so als geometrischer Ort von Punkten definiert ist, welche in einen radialen Abstand "R" von einer zweiten Achse "A", welche selbst einen Abstand "R1" von der Drehachse (X) hat, jedoch parallel zu dieser liegt, fallen;

die Abmessungen und Anordnungen der zweiten Flächen (26) derart sind, daß bei Benutzung die von dem Schraubenschlüssel mit dem polygonalen Kopf hergestellte Berührung eine Berührung zwischen den gewölbten zweiten Flächen und den Seiten des polygonalen Kopfes des Gewindegliedes ist;

die radiale Entfernung r der radialen Entfernung R gleicht; und

das Werkzeug keine ebenen Flächen zwischen den ersten und zweiten Flächen und keine tangential in diese übergehenden Flächen enthält;

dadurch gekennzeichnet, daß:

(a) jede Fläche, welche einen Teil der Innenfläche der Öffnung darstellt und an eine gewölbte Fläche angrenzt, tangential in die gewölbte Fläche übergeht;

(b) das Werkzeug so bemessen ist, daß es die Köpfe von Gewindegliedern, welche in mindestens zwei unterschiedlichen Nominalgrößen vorliegen, in mindestens zwei unterschiedlichen Maßsystemen aufnimmt, so daß das Verhältnis von Maximum zu Minimum der Nominalgrößen für quadratische Köpfe zwischen 1,0053 bis 1, 1430 und für hexagonale Köpfe zwischen 1,0053 bis 1,0600 liegt; und

(c) das Werkzeug sichtbare Markierungen trägt, welche mindestens zwei verschiedene Nominalgrößen identifizieren.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, welches eine innere Oberfläche hat, welche so gestaltet ist, daß sie bei Benutzung Aussparungen gegenüber Ecken der Köpfe der Gewindeglieder vorsieht, um eine Berührung mit den Ecken zu vermeiden.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, welches speziell so bemessen ist, daß es Köpfe von Gewindegliedern aufnehmen kann, welche eine nominelle Bemessung gemäß irgendeinem beliebigen Eintrag aus der folgenden Tabelle aufweisen:

4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem es sich um ein einstückiges Werkzeug handelt.

5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die sichtbaren Markierungen mindestens zwei spezifische, jedoch unterschiedliche nominelle Bemessungen, in mindestens zwei unterschiedlichen Maßsystemen enthalten.

6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die sichtbaren Markierungen an der Öffnung liegen.







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