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EP1028831B1 - Betätigungswerkzeug - Google Patents

Betätigungswerkzeug Download PDF

Info

Publication number
EP1028831B1
EP1028831B1 EP98938686A EP98938686A EP1028831B1 EP 1028831 B1 EP1028831 B1 EP 1028831B1 EP 98938686 A EP98938686 A EP 98938686A EP 98938686 A EP98938686 A EP 98938686A EP 1028831 B1 EP1028831 B1 EP 1028831B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuating tool
tool according
spring ring
actuating
recess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98938686A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1028831A1 (de
Inventor
Otmar Karle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wiha Werkzeuge GmbH
Original Assignee
Willi Hahn GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Willi Hahn GmbH and Co KG filed Critical Willi Hahn GmbH and Co KG
Publication of EP1028831A1 publication Critical patent/EP1028831A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1028831B1 publication Critical patent/EP1028831B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/02—Arrangements for handling screws or nuts
    • B25B23/08—Arrangements for handling screws or nuts for holding or positioning screw or nut prior to or during its rotation
    • B25B23/10—Arrangements for handling screws or nuts for holding or positioning screw or nut prior to or during its rotation using mechanical gripping means
    • B25B23/105—Arrangements for handling screws or nuts for holding or positioning screw or nut prior to or during its rotation using mechanical gripping means the gripping device being an integral part of the driving bit
    • B25B23/108—Arrangements for handling screws or nuts for holding or positioning screw or nut prior to or during its rotation using mechanical gripping means the gripping device being an integral part of the driving bit the driving bit being a Philips type bit, an Allen type bit or a socket
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B15/00—Screwdrivers
    • B25B15/001—Screwdrivers characterised by material or shape of the tool bit
    • B25B15/004—Screwdrivers characterised by material or shape of the tool bit characterised by cross-section
    • B25B15/008—Allen-type keys

Definitions

  • the invention relates to an actuating tool for a fastener having an internal polygonal arrangement according to the preamble of claim 1.
  • An operating tool of the type mentioned is known from DE-PS 44 16 268. It is used for Screwing or unscrewing hexagon socket screws.
  • the tool has an external hexagon for this purpose on that in the hexagon socket of the Screw fits.
  • Introductory is an elastic clamping device arranged in a recess of the Introductory is introduced.
  • the Snap ring designed clamping device with a Force applied.
  • the disadvantage of this known Confirmation tool that the snap ring in the recess can slip very easily, which in some cases inserting the tool in the hexagon socket is not possible.
  • the snap ring is such is compressed that the bevels of the Do not protrude ends over the edge of the recess, so that a secure hold of the tool in the Hexagon socket not guaranteed in all cases is.
  • the spring ring is a helical spring-like Swirl forms. That means the spring ring is in interlocks, with the ends of the preferably open spring washers in a laterally offset opposite layer are located. By intertwining the Spring washers, the winding of which along an imaginary one Helix runs, this is supported resilient at least in some areas on the side walls the recess. This makes it a safe one Fixing the spring ring in the recess realized.
  • the Recess on one level being a normal of this Plane with a longitudinal axis of the actuating tool coincides. So the spring ring runs on a concentric circular path around the longitudinal axis of the tool.
  • the recess as a substantially rectangular or U-shaped Groove is formed. This allows the interlaced spring washer at least in some areas support the legs of the groove. So he keeps his Position in relation to the tool longitudinal axis.
  • the spring ring is preferred by one spring-hard wire is formed, one in have a substantially circular cross section can.
  • the spring ring has an angular cross section that preferably triangular, quadrangular or hexagonal is. It is also possible to change the cross section to be trapezoidal.
  • an angular cross-section is particularly advantageous that an inclined surface of the spring washer on the boundary edges of the Inside polygonal arrangement of the screw hits. Thereby act essentially the same forces in Attach, since the boundary edges on the. Slant hits, with a radial force component arises, the spring ring into the recess urges. This is particularly advantageous if the dimensions of the tool and / or the internal polygon arrangement the screw have tolerances.
  • the actuating tool is characterized by that the tool head is formed by two spherical sections becomes, whose centers - in the direction of the longitudinal axis of the Operating tool measured - one Distance from each other. So it will be a two Ball halves comprising spherical head, the has the dimensions of the outer polygonal arrangement and inserting the operating tool into the Inside polygonal arrangement also allowed when the Longitudinal axis of the operating tool not with the Longitudinal axis of the screw is aligned. This is particularly so then advantageous if the screw is behind an obstacle. It is also provided that the center of the first spherical section and the Center of the second spherical section on the Longitudinal axis of the operating tool and that the centers in a space between the base areas of the spherical sections.
  • the ball head with a ball section on a shaft of the actuating tool is arranged and that preferably on the other Ball section a truncated cone is placed, the Lateral surface an angle ⁇ with the normal, that is, the longitudinal axis of the confirmation tool, includes. It is also preferably provided that the central axis of the truncated cone with the Longitudinal axis of the actuating tool coincides. Through the truncated cone placed on the spherical section an insertion area of the tool is formed, on the one hand a swivel angle of the actuating tool with respect to the longitudinal axis of the Screw limited.
  • the screw prevents when the Swivel angle was chosen too large.
  • the maximum permissible swivel angle 30 ° to 40 °, preferably 30 °. It is therefore provided that the outer surface an angle of 30 ° with the normal, that is, the longitudinal axis of the actuating tool.
  • the truncated cone at its Shell surface has a polygonal arrangement, wherein the external polygonal arrangement of the tool head in the polygonal arrangement of the truncated cone merges. This ensures that power transmission with pivoted actuating tool too possible via the polygonal arrangement of the truncated cone is.
  • an actuating tool especially a Allen key
  • an internal hexagon arrangement having fastening means in particular an Allen screw
  • the internal polygonal arrangement can also be different Have number of edges.
  • the operating tool a ball head-like tool head having. Of course it is too possible to make the tool head cylindrical.
  • An actuating tool 1 is shown in FIG. It comprises an essentially cylindrical, hexagonal shaft 3. This instructs a tool head 5 at its end. This is as a hexagon ball head with an external hexagon arrangement 7 executed.
  • the tool head 5 is in one piece realized with the shaft 3, the Shank 3 includes chamfered surfaces 9, which in Fall in the direction of a central axis of the tool in such a way that a constriction 11 is formed. in the The area of the constriction 11 closes the tool head 5 with surfaces 13 in their course rise to one end 15 of the tool head 5, thus their distance from the longitudinal axis of the actuating tool 1 enlarge.
  • a recess 17 is provided, which as essentially rectangular respectively U-shaped groove 19 also referred to as a recess is realized is.
  • the groove 19 takes a spring washer 21.
  • the surfaces 23 are the outer surfaces a second spherical section 25 of the tool head 5, on which a truncated cone 27 is placed is. This forms with its stump surface 29 End 15 of the operating tool 1.
  • the truncated cone has a polygonal arrangement on its lateral surface 31, in particular a hexagon arrangement 33 on. It can easily be seen in FIG. 1 that the outer hexagon arrangement 7 or the Tool head 5 through the first spherical section 20, the second spherical section 25 and the truncated cone 27 is formed. That is, the surfaces 13 of the first Ball section 14, the surfaces 23 of the second Ball section 25 and the outer surface 31 go each one over the other.
  • Figure 2 shows a sectional view of the tool head 5 in an enlarged view.
  • the preferably open spring ring 21 is arranged in the groove 19. It lies in a distance to a groove base 35 of the groove 19. Die Depth t of the recess 17 or groove 19 is selected so that the spring ring 21, the cross section has a diameter d in the loaded Condition to be completely absorbed by the groove 19 can.
  • Under "loaded condition" is in the course the application understood that the spring ring 21 on its outer surface 36 with a force from the outside is charged to him or his Ends 37 and 37 'pressed together. Without further it can be seen that the spring ring 21 overhangs the surfaces 13 and 23 (FIG 4).
  • the open spring ring 21 has an opening gap 39, whose width b is chosen in this way is that when the spring washer 21 is loaded Outside diameter A is reduced so that it completely from the groove 19 or recess 17 is added.
  • the ends are 37 and 37 'are shifted towards one another such that a spring ring is almost closed, that is, that the ends 37 and 37 'almost touch. Thereby, that the ends 37 and 37 'in the loaded state have a small distance from each other, there is a residual elasticity, which is another Allows the ends 37 and 37 'to move towards one another. For example, this can be done during a swivel process of the operating tool 1 against one Screw may be required.
  • the ends 37 and 37 ' the spring ring 21 are preferably sharp-edged and executed without degrees so that flat cross-sectional areas be formed, which is in a loaded Almost touch the spring washer 21. Furthermore, in FIG. 2 a wrench size SW represented by a Distance between two diametrically opposite surfaces is defined. The diameter d of the spring ring 21 is preferably 0.07 to 0.14 times that Width across flats SW.
  • the spring ring 21 is a side view shown. It can be seen that the spring ring 21 has a turn W, an imaginary one Screw line follows. This is where the ends are 37 and 37 'not directly opposite one another, but are laterally offset from each other.
  • the Spring ring 21 is so entangled that it itself with its lateral surface 36 on side walls 41 and 43 ( Figure 4) resiliently supported.
  • an entangled one Spring washer 21 wave-shaped become.
  • the actuating tool 1 is schematic reproduced in side view, with the Representation of the polygon arrangement for clarity was waived because of. It is recognizable that the spring ring 21 with respect to a longitudinal axis 45 of the actuating tool 1 centered is, the spring ring 21 in the unloaded state is shown, i.e. at a distance from the bottom of the groove 35 lies. In Figure 4 it can be clearly seen that the tool head 5 from the spherical sections 20 and 25 and the truncated cone 27 is formed. Further it is clearly shown that the recess 17 on a plane E1, a normal of which Level E1 coincides with the longitudinal axis 45. in the the rest are the same parts as in Figure 1 with the same Provide reference numerals, in so far referenced their description.
  • FIG. 5 shows the operating tool 1 in a sectional view, the longitudinal axis 45 lying in the sectional plane. Parts that are the same as in FIGS. 1 to 4 are provided with the same reference numerals, so that they will not be described again.
  • the tool head 5 is formed by the first and second spherical sections 20 and 25 and the truncated cone 27.
  • the base surfaces of the first and second spherical sections 20 and 25 face one another and are arranged at a distance x from one another which reflects the width of the recess 17 or groove 19.
  • a center point M 1 of the first ball section 14 and a center point M 2 of the second ball section 25 lie on the longitudinal axis 45 of the actuating tool 1 at a distance from one another and in a space between the base surfaces of the ball sections 20 and 25.
  • the diameter r of the first and second ball sections 20 and 25 is preferably slightly larger than half the width across flats SW. This means that at the transition between the side wall 41 of the groove 19 and the surface 23 of the second spherical section 25, the largest diameter of the tool head is reached, which corresponds to the width across flats SW of the polygonal arrangement.
  • the maximum swivel angle of the operating tool 1 opposite the screw is determined by the angle ⁇ that the lateral surface 31st of the truncated cone 27 with the central axis 45. In particular, this angle can ⁇ 30 ° to 40 °, here about 30 °.
  • the angle ⁇ determines thus the maximum permissible swivel range of the operating tool 1 opposite the screw.
  • the means when inserted into the inner polygonal arrangement Tool head 5 can be the actuating tool 1 can be pivoted until a surface of the Hexagon arrangement 33 on a side surface of the inner polygon arrangement is applied.
  • At the angle ⁇ is adjust the dimension M of the constriction, that is, the constriction 11 is so too in diameter dimension that at maximum swivel angle a touch of the actuating tool 1 in the area of Constriction 11 is avoided with a screw.
  • the tool head 5 with a swivel angle in the hexagon socket arrangement of the screw be greater than the maximum allowable Is attached, prevents the truncated cone 27 inserting the tool head 5 in the screw.
  • the longitudinal extent of the truncated cone 27 is chosen in this way is that at least one boundary edge of the Inside polygonal arrangement of the screw on the Butt surface 29 meets or a transition edge 47 between the outer surface 31 and the stump surface 29 keyed to an inner surface of the screw is because a distance of the transition edge 47 to a Area 13 is larger than the width across flats SW.
  • the Truncated cone 27 thus forms an insertion area of the Actuating tool 1 that limits the swivel angle and thus damage to the screw and of the tool head 5 prevented.
  • FIGS. 6a to 6d each show sections a tool head 5 of an actuating tool 1, which is shown only by other embodiments the spring ring compared to the above mentioned embodiment differs.
  • a spring ring 21 ' is shown, the Cross-section is essentially triangular.
  • FIG. 6b is a substantially hexagonal one Spring washer 21 '', essentially in FIG. 6c trapezoidal spring washer 21 '' 'and in Figure 6d an essentially diamond-shaped spring ring 21 '' '' shown in cross section.
  • each a slope S of the spring washer 21 ', 21' ', 21 '' 'and 21' '' 'with a boundary edge one Inside polygonal arrangement of a screw in contact occurs.
  • the angle of the slope S relative to the The longitudinal center axis 45 can be the insertion force to be applied can be varied.
  • the Slope S is provided when the Spring washers on the boundary edge of the inner polygon arrangement one acting radially on the spring washer Force component that generates the spring ring moved radially inward.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
  • Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Betätigungswerkzeug für ein eine Innen-Mehrkantanordnung aufweisendes Befestigungsmittel gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Betätigungswerkzeug der eingangs genannten Art ist aus der DE-PS 44 16 268 bekannt. Es dient zum Ein- beziehungsweise Ausdrehen von InnensechskantSchrauben. Dazu weist das Werkzeug einen Außensechskant auf, der in den Innensechskant der Schraube paßt. An einem den Außensechskant aufweisenden Einführende ist eine elastische Klemmeinrichtung angeordnet, die in einer Ausnehmung des Einführendes eingebracht ist. Beim Einstecken des Werkzeugs in den Innensechskant wird die als Sprengring ausgebildete Klemmeinrichtung mit einer Kraft beaufschlagt. Die abgeschrägten offenen Enden des Sprengrings bewegen sich dabei aufeinander zu, so daß sich dessen Außendurchmesser verringert. Dadurch kann das Einführende in den Innensechskant der Schraube gleiten. Nachteilig ist bei diesem bekannten Bestätigungswerkzeug, daß der Sprengring in der Ausnehmung sehr leicht verrutschen kann, wodurch in manchen Fällen ein Einstecken des Werkzeugs in den Innensechskant nicht möglich ist. Überdies ist nachteilig, daß der Sprengring derart zusammengedrückt wird, daß die Abschrägungen der Enden nicht über den Rand der Ausnehmung herausragen, so daß ein sicherer Halt des Werkzeugs in dem Innensechskant nicht in allen Fällen gewährleistet ist.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 297 08 764 ist ein Schraubendreher mit einem Mehrkant-Eingriffsbereich bekannt. Dieser weist eine Ausnehmung auf, in die ein Kunststoffring eingesetzt ist, der sich beim Eindrücken des Werkzeugs in die Innen-Mehrkantanordnung einer Schraube elastisch verformt. In einer anderen Ausführungsform des Schraubendrehers ist vorgesehen, daß in die Ausnehmung ein Federring eingesetzt ist, dessen Kontur einer Rosette gleicht, wobei die Bereiche zwischen den abgerundeten Ecken eine Wölbung aufweisen. Derartige Klemmelemente, insbesondere der Kunststoffring, verschleißen bei häufigem Einsatz jedoch sehr schnell. Der die rosettenartige Kontur aufweisende Federring ist in seiner Herstellung aufwendig und teuer.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Betätigungswerkzeug für ein eine Innen-Mehrkantanordnung aufweisendes Befestigungsmittel zu schaffen, das die eingangs genannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird mittels eines Betätigungswerkzeugs gelöst, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Durch die federnde Abstützung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß der Federring beim erstmaligen Einstecken des Werkzeugkopfes in eine Innen-Mehrkantanordnung einer Schraube zentriert wird und diese Position nach Abziehen des Werkzeugs von der Schraube beibehält. Er wird also durch die federnde Abstützung in der Ausnehmung fixiert beziehungsweise verspannt. Bei weiteren Aufsteckvorgängen bleibt die Aufschiebekraft daher nahezu konstant, da die Begrenzungskanten der Innen-Mehrkantanordnung beim Aufstecken des Werkzeugs im wesentlichen an die gleiche Stelle des Federrings treffen. Dadurch erfolgt die Kraftübertragung von den Begrenzungskanten auf den Federring im wesentlichen immer im gleichen Tangentenwinkel. Das erfindungsgemäße Bestätigungswerkzeug zeichnet sich also dadurch aus, daß der Federring nicht unkontrolliert in der Ausnehmung verrutschen kann, wodurch ein einfaches und sicheres Aufstecken des Werkzeugs bei nahezu gleichbleibender Aufsteckkraft gewährleistet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Federring eine schraubenfederartige Windung bildet. Das heißt, der Federring ist in sich verschränkt, wobei sich die Enden des vorzugsweise offenen Federrings in seitlich versetzter Gegenüberlage befinden. Durch die Verschränkung des Federrings, dessen Windung also entlang einer gedachten Schraubenlinie verläuft, stützt sich dieser zumindest bereichsweise federnd an den Seitenwänden der Ausnehmung ab. Dadurch wird also eine sichere Fixierung des Federrings in der Ausnehmung realisiert. In bevorzugter Ausführungsform verläuft die Ausnehmung auf einer Ebene, wobei eine Normale dieser Ebene mit einer Längsachse des Betätigungswerkzeugs zusammenfällt. Der Federring verläuft also auf einer konzentrischen Kreisbahn um die Werkzeuglängsachse.
Darüber hinaus ist vorzugsweise vorgesehen, daß sich die Enden des offenen Federrings im belasteten Zustand nahezu berühren. Es ist also ein fast geschlossener Federring gebildet, der sich federnd gegen die ebenen Flächen der Innen-Mehrkantanordnung abstützt. Dadurch wird ein sicherer Halt des Werkzeugs in der Schraube erreicht.
Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Ausnehmung als im wesentlichen rechteckförmige oder U-förmige Nut ausgebildet ist. Dadurch kann sich der verschränkte Federring zumindest bereichsweise an den Schenkeln der Nut abstützen. Er behält so seine Position bezüglich der Werkzeuglängsachse.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Federring von einem vorzugsweise federharten Draht gebildet wird, der einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen kann. Alternativ kann vorgesehen sein, daß der Federring einen eckigen Querschnitt aufweist, der vorzugsweise dreieckig, viereckig oder sechseckig ist. Darüber hinaus ist es möglich, den Querschnitt trapezförmig auszubilden. Bei eckigem Querschnitt ist insbesondere vorteilhaft, daß eine schräge Fläche des Federrings auf die Begrenzungskanten der Innen-Mehrkantanordnung der Schraube trifft. Dadurch wirken im wesentlichen gleiche Kräfte beim Aufstecken, da die Begrenzungskanten auf die. Schräge trifft, wobei eine radial wirkende Kraftkomponente entsteht, die den Federring in die Ausnehmung drängt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Maße des Werkzeugs und/oder der Innen-Mehrkantanordnung der Schraube Toleranzen aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Durchmesser des Querschnitts des Federrings das 0,07 bis 0,14-fache einer durch die Mehrkantanordnung definierten Schlüsselweite beträgt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich das Betätigungswerkzeug dadurch aus, daß der Werkzeugkopf von zwei Kugelabschnitten gebildet wird, deren Mittelpunkte -in Richtung der Längsachse des Betätigungswerkzeugs gemessen- einen Abstand zueinander aufweisen. Es wird also ein zwei Kugelhälften umfassender Kugelkopf gebildet, der die Maße der Außen-Mehrkantanordnung aufweist und der ein Einstecken des Betätigungswerkzeugs in die Innen-Mehrkantanordnung auch dann erlaubt, wenn die Längsachse des Betätigungswerkzeugs nicht mit der Längsachse der Schraube fluchtet. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Schraube hinter einem Hindernis liegt. Ferner ist vorgesehen, daß der Mittelpunkt des ersten Kugelabschnitts und der Mittelpunkt des zweiten Kugelabschnitts auf der Längsachse des Betätigungswerkzeugs liegen und daß die Mittelpunkte in einem Raum zwischen den Grundflächen der Kugelabschnitte liegen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Kugelkopf mit einem Kugelabschnitt an einem Schaft des Betätigungswerkzeugs angeordnet ist und daß vorzugsweise an dem anderen Kugelabschnitt ein Kegelstumpf aufgesetzt ist, dessen Mantelfläche einen Winkel α mit der Normalen, also der Längsachse des Bestätigungswerkszeugs, einschließt. Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, daß die Mittelachse des Kegelstumpfs mit der Längsachse des Betätigungswerkzeugs zusammenfällt. Durch den auf den Kugelabschnitt aufgesetzten Kegelstumpf wird ein Einführbereich des Werkzeugs gebildet, der einerseits einen Schwenkwinkel des Betätigungswerkzeugs bezüglich der Längsachse der Schraube beschränkt. Andererseits wird dadurch auch ein Einstecken des Werkzeugkopfes in die Innen-Mehrkantanordnung der Schraube verhindert, wenn der Schwenkwinkel zu groß gewählt wurde. Somit wird eine Beschädigung der Schraube beziehungsweise des Werkzeugs verhindert. Insbesondere kann der maximal zulässige Schwenkwinkel 30° bis 40° betragen, vorzugsweise 30°. Es ist also vorgesehen, daß die Mantelfläche einen Winkel von 30° mit der Normalen, also der Längsachse des Betätigungswerkzeugs, einschließt.
Schließlich ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß der Kegelstumpf an seiner Mantelfläche eine Mehrkantanordnung aufweist, wobei die Außen-Mehrkantanordnung des Werkzeugkopfes in die Mehrkantanordnung des Kegelstumpfs übergeht. Dadurch wird sichergestellt, daß eine Kraftübertragung bei verschwenktem Betätigungswerkzeug auch über die Mehrkantanordnung des Kegelstumpfs möglich ist. Darüber hinaus legen sich zumindest zwei Flächen der Mehrkantanordnung des Kegelstumpfs bei Erreichen des maximalen Schwenkwinkels an die gegenüberliegenden ebenen Flächen der Innen-Mehrkantanordnung an. Es liegen also Flächen aufeinander, wobei dadurch eine unzulässig hohe Flächenpressung vermieden werden kann, so daß sowohl die Schraube als auch das Betätigungswerkzeug nicht beschädigt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wir die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugkopfes eines Betätigungswerkzeugs,
Figur 2
einen Schnitt durch den Werkzeugkopf der Figur 1,
Figur 3
einen Federring,
Figur 4
den Werkzeugkopf gemäß Figur 1 in Seitenansicht,
Figur 5
einen Schnitt durch den Werkzeugkopf parallel zur Längsachse des Betätigungswerkzeugs, und
Figuren 6a bis 6d
verschiedene Ausführungsformen des Federrings.
Im folgenden wird rein beispielhaft davon ausgegangen, daß ein Betätigungswerkzeug, insbesondere ein Stiftschlüssel, für ein eine Innen-Sechskantanordnung aufweisendes Befestigungsmittel, insbesondere eine Inbus-Schraube, realisiert ist. Selbstverständlich kann die Innen-Mehrkantanordnung auch abweichende Kantenanzahlen aufweisen. Ferner wird rein beispielhaft davon ausgegangen, daß das Betätigungswerkzeug einen kugelkopfartigen Werkzeugkopf aufweist. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, den Werkzeugkkopf zylinderförmig auszubilden.
In Figur 1 ist ein Betätigungswerkzeug 1 dargestellt. Es umfaßt einen im wesentlichen zylinderförmigen, sechskantigen Schaft 3. Dieser weist an seinem Ende einen Werkzeugkopf 5 auf. Dieser ist als Sechskant-Kugelkopf mit einer Außen-Sechskantanordnung 7 ausgeführt. Der Werkzeugkopf 5 ist einstückig mit dem Schaft 3 realisiert, wobei der Schaft 3 abgeschrägte Flächen 9 umfaßt, die in Richtung einer Mittelachse des Werkzeugs derart abfallen, daß eine Einschnürung 11 gebildet wird. Im Bereich der Einschnürung 11 schließt sich der Werkzeugkopf 5 mit Flächen 13 an, die in ihrem Verlauf zu einem Ende 15 des Werkzeugkopfes 5 ansteigen, also ihren Abstand zur Längsachse des Betätigungswerkzeugs 1 vergrößern. Im weiteren Verlauf des Werkzeugkopfes 5 ist eine Ausnehmung 17 vorgesehen, die als im wesentlichen rechteckige beziehungsweise U-förmige auch als Einstich bezeichnete Nut 19 realisiert ist. Im Bereich zwischen der Einschnürung 11 und der Nut 19 wird der Werkzeugkopf 5 von einem ersten Kugelabschnitt 20 gebildet. Die Nut 19 nimmt einen Federring 21 auf. Im weiteren Verlauf des Werkzeugkopfes zum Ende 15 hin schließen sich an die Nut 19 nach außen gewölbte Flächen 23 an, die in Richtung der Mittelachse des Betätigungswerkzeugs 1 abfallen. Die Flächen 23 sind die Außenflächen eines zweiten Kugelabschnitts 25 des Werkzeugkopfes 5, auf den ein Kegelstumpf 27 aufgesetzt ist. Dieser bildet mit seiner Stumpffläche 29 das Ende 15 des Betätigungswerkzeugs 1. Der Kegelstumpf weist auf seiner Mantelfläche 31 eine Mehrkantanordnung, insbesondere eine Sechskantanordnung 33 auf. Ohne weiteres ist in Figur 1 erkennbar, daß die Außen-Sechskantanordnung 7 beziehungsweise der Werkzeugkopf 5 durch den ersten Kugelabschnitt 20, den zweiten Kugelabschnitt 25 und den Kegelstumpf 27 gebildet wird. Das heißt, die Flächen 13 des ersten Kugelabschnitts 14, die Flächen 23 des zweiten Kugelabschnitts 25 und die Mantelfläche 31 gehen jeweils ineinander über.
Figur 2 zeigt in einer Schnittansicht den Werkzeugkopf 5 in vergrößerter Darstellung. Ohne weiteres ist ersichtlich, daß der vorzugsweise offene Federring 21 in der Nut 19 angeordnet ist. Er liegt in einem Abstand zu einem Nutgrund 35 der Nut 19. Die Tiefe t der Ausnehmung 17 beziehungsweise Nut 19 ist so gewählt, daß der Federring 21, dessen Querschnitt einen Durchmesser d aufweist, im belasteten Zustand vollständig von der Nut 19 aufgenommen werden kann. Unter "belastetem Zustand" wird im Zuge der Anmeldung verstanden, daß der Federring 21 an seiner Mantelfläche 36 von außen mit einer Kraft beaufschlagt wird, die ihn beziehungsweise seine Enden 37 beziehungsweise 37' zusammendrängt. Ohne weiteres ist weiterhin erkennbar, daß der Federring 21 die Flächen 13 und die Flächen 23 überragt (Figur 4). Der offene Federring 21 weist einen Öffnungsspalt 39 auf, dessen Breite b derart gewählt ist, daß bei kraftbeaufschlagtem Federring 21 sein Außendurchmesser A derart verringert wird, daß er vollständig von der Nut 19 beziehungsweise Ausnehmung 17 aufgenommen wird. Dabei sind die Enden 37 und 37' derart aufeinander zu verlagert, daß ein fast geschlossener Federring vorliegt, das heißt, daß sich die Enden 37 und 37' nahezu berühren. Dadurch, daß die Enden 37 und 37' im belasteten Zustand einen geringen Abstand zueinander aufweisen, ist eine Restelastizität gegeben, die ein weiteres Aufeinanderzubewegen der Enden 37 und 37' ermöglicht. Beispielsweise kann dies bei einem Schwenkvorgang des Betätigungswerkzeugs 1 gegenüber einer Schraube erforderlich sein. Die Enden 37 und 37' des Federrings 21 sind vorzugsweise scharfkantig und gradfrei ausgeführt, so daß plane Querschnittsflächen gebildet werden, die sich bei belastetem Federring 21 nahezu berühren. Ferner ist in Figur 2 eine Schlüsselweite SW dargestellt, die durch einen Abstand zweier diametral gegenüberliegenden Flächen definiert ist. Der Durchmesser d des Federrings 21 beträgt vorzugsweise das 0,07 bis 0,14-fache der Schlüsselweite SW.
In Figur 3 ist der Federring 21 in Seitenansicht dargestellt. Es ist ersichtlich, daß der Federring 21 eine Windung W aufweist, die einer gedachten Schraubenlinie folgt. Dadurch befinden sich die Enden 37 und 37' nicht in direkter Gegenüberlage, sondern liegen seitlich versetzt zueinander. Der Federring 21 ist also derart verschränkt, daß er sich mit seiner Mantelfläche 36 an Seitenwänden 41 und 43 (Figur 4) federnd abstützt. Es ist jedoch auch möglich, den Federring 21 wellenförmig auszugestalten, so daß quasi ein mäanderförmiger Federring realisiert ist. Schließlich kann auch ein verschränkter Federring 21 wellenförmig ausgebildet werden.
In Figur 4 ist das Betätigungswerkzeug 1 schematisch in Seitenansicht wiedergegeben, wobei auf die Darstellung der Mehrkantanordnung der Übersichtlichkeit wegen verzichtet wurde. Es ist erkennbar, daß der Federring 21 gegenüber einer Längsachse 45 des Betätigungswerkzeugs 1 zentriert ausgerichtet ist, wobei der Federring 21 in unbelastetem Zustand dargestellt ist, also in einem Abstand zum Nutgrund 35 liegt. In Figur 4 ist deutlich erkennbar, daß der Werkzeugkopf 5 aus den Kugelabschnitten 20 und 25 sowie dem Kegelstumpf 27 gebildet wird. Ferner ist deutlich dargestellt, daß die Ausnehmung 17 auf einer Ebene E1 verläuft, wobei eine Normale dieser Ebene E1 mit der Längsachse 45 zusammenfällt. Im übrigen sind gleiche Teile wie in Figur 1 mit denselben Bezugszeichen versehen, insofern wird auf deren Beschreibung verwiesen.
Figur 5 zeigt das Betätigungswerkzeug 1 in einer Schnittansicht, wobei die Längsachse 45 in der Schnittebene liegt. Gleiche Teile wie in den Figuren 1 bis 4 sind mit denselben Bezugszeichen versehen, insofern wird auf deren nochmalige Beschreibung verzichtet. In Figur 5 ist nochmals ersichtlich, daß der Werkzeugkopf 5 von dem ersten und zweiten Kugelabschnitt 20 und 25 und dem Kegelstumpf 27 gebildet wird. Die Grundflächen der ersten und zweiten Kugelabschnitte 20 und 25 sind einander zugewandt und in einem Abstand x zueinander angeordnet, der die Breite der Ausnehmung 17 beziehungsweise Nut 19 wiedergibt. Ein Mittelpunkt M1 des ersten Kugelabschnitts 14 und ein Mittelpunkt M2 des zweiten Kugelabschnitts 25 liegen auf der Längsachse 45 des Betätigungswerkzeugs 1 in einem Abstand zueinander und in einem Raum zwischen den Grundflächen der Kugelabschnitte 20 und 25. Der Durchmesser r des ersten und zweiten Kugelabschnitts 20 und 25 ist vorzugsweise geringfügig größer als die halbe Schlüsselweite SW. Das heißt, daß am Übergang zwischen der Seitenwand 41 der Nut 19 und der Fläche 23 des zweiten Kugelabschnitts 25 der größte Durchmesser des Werkzeugkopfes erreicht ist, der der Schlüsselweite SW der Mehrkantanordnung entspricht.
Soll das Betätigungswerkzeug in einem Winkel bezüglich der Axialen der Schraube (nicht dargestellt) eingesetzt werden, so wird die Schlüsselweite SW der Mehrkantanordnung durch die Flächen 13 und 23 gebildet. Das heißt, daß der Abstand von zwei diametral gegenüberliegenden Flächen 13 und 23 dem zweifachen Radius r entspricht und die Schlüsselweite SW definiert, wenn -wie bereits erwähnt- das Betätigungswerkzeug 1 in einem Schwenkwinkel in die Innen-Mehrkantanordnung der Schraube eingebracht werden soll. Der maximale Schwenkwinkel des Betätigungswerkzeugs 1 gegenüber der Schraube wird bestimmt durch den Winkel α, den die Mantelfläche 31 des Kegelstumpfs 27 mit der Mittelachse 45 einschließt. Insbesondere kann dieser Winkel α 30° bis 40°, hier zirka 30° betragen. Der Winkel α bestimmt also den maximal zulässigen Schwenkbereich des Betätigungswerkzeugs 1 gegenüber der Schraube. Das heißt, bei in die Innen-Mehrkantanordnung eingesetztem Werkzeugkopf 5 kann das Betätigungswerkzeug 1 so weit verschwenkt werden, bis eine Fläche der Sechskantanordnung 33 an einer Seitenfläche der Innen-Mehrkantanordnung anliegt. An den Winkel α ist das Maß M der Einschnürung anzupassen, das heißt, die Einschnürung 11 ist in ihrem Durchmesser so zu bemessen, daß bei maximalem Schwenkwinkel eine Berührung des Betätigungswerkzeugs 1 im Bereich der Einschnürung 11 mit einer Schraube vermieden wird. Soll der Werkzeugkopf 5 mit einem Schwenkwinkel in die Innen-Sechskantanordnung der Schraube eingesetzt werden, der größer als der maximal zulässige Schwenkwinkel ist, verhindert der aufgesetzte Kegelstumpf 27 ein Einstecken des Werkzeugkopfes 5 in die Schraube. Dies wird dadurch erreicht, daß die Längserstreckung des Kegelstumpfes 27 derart gewählt ist, daß zumindest eine Begrenzungskante der Innen-Mehrkantanordnung der Schraube auf die Stumpffläche 29 trifft oder aber eine Übergangskante 47 zwischen Mantelfläche 31 und Stumpffläche 29 mit einer Innenfläche der Schraube verkeilt wird, da ein Abstand der Übergangskante 47 zu einer Fläche 13 größer ist als die Schlüsselweite SW. Der Kegelstumpf 27 bildet also einen Einführbereich des Betätigungswerkzeugs 1, der den Schwenkwinkel begrenzt und somit eine Beschädigung der Schraube und des Werkzeugkopfes 5 verhindert.
In den Figuren 6a bis 6d ist jeweils ausschnittweise ein Werkzeugkopf 5 eines Betätigungswerkzeugs 1 gezeigt, das sich lediglich durch andere Ausführungsformen des Federrings gegenüber dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel unterscheidet. In Figur 6a ist ein Federring 21' dargestellt, dessen Querschnitt im wesentlichen dreieckig ist. In Figur 6b ist ein im wesentlichen sechseckig ausgeführter Federring 21'', in Figur 6c ein im wesentlichen trapezförmig ausgeführter Federring 21''' und in Figur 6d ein im wesentlichen rautenförmiger Federring 21'''' im Querschnitt dargestellt. Besonders vorteilhaft ist bei diesen Ausführungsformen, daß jeweils eine Schräge S des Federrings 21', 21'', 21''' und 21'''' mit einer Begrenzungskante einer Innen-Mehrkantanordnung einer Schraube in Berührung tritt. Durch den Winkel der Schräge S gegenüber der Längsmittelachse 45 kann die aufzubringende Einsteckkraft variiert werden. Dadurch, daß die Schräge S vorgesehen ist, wird beim Auftreffen des Federrings auf die Begrenzungskante der Innen-Mehrkantanordnung eine radial auf den Federring wirkende Kraftkomponente erzeugt, die den Federring nach radial innen bewegt. Dadurch, daß über den gesamten Verlauf der Schräge S ein konstanter Winkel vorliegt, ist in allen Fällen eine aufzubringende Einsteckkraft konstant, insofern sind diese Federringe gegenüber runden Federringen vorteilhaft. Letztere zeichnen sich durch eine variable Einsteckkraft aus.
Aus dem oben Gesagten wird ohne weiteres deutlich, daß der Werkzeugkopf 5 auch ohne einen Kegelstumpf 27 realisiert werden kann. Auch in diesem Fall werden optimale Halteeigenschaften des Federrings 21 realisiert. Durch die Begrenzung des Schwenkbereichs des Betätigungswerkzeugs mittels des Kegelstumpfs 27 wird also auch noch der Vorteil realisiert, daß der Federring bei dem maximal möglichen Schwenkwinkel mit der Innen-Mehrkantanordnung in Eingriff bleibt und für einen sicheren Halt sorgt. Es ist jedoch auf möglich, einen Federring für ein Betätigungswerkzeug mit einem zylinderförmigen Werkzeugkopf vorzusehen, das dann einen sicheren Halt in Eingriffsposition mit einer Schraube aufweist und außerdem bei jedem Einsteckvorgang eine nahezu konstante Einsteckkraft erfordert.

Claims (21)

  1. Betätigungswerkzeug für ein eine Innen-Mehrkantanordnung aufweisendes Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraube, mit einem eine Außen-Mehrkantanordnung (7) aufweisenden Werkzeugkopf (5), der in die Innen-Mehrkantanordnung passt, wobei der Werkzeugkopf (5) eine umlaufende Ausnehmung (17) aufweist, die einen Federring aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (x) der Ausnehmung (17) größer ist als die in Richtung der Breite gemessene Abmessung des Federrings (21), dass sich der Federring (21) zumindest bereichsweise an Seitenwänden (41,43) der Ausnehmung (17) federnd abstützt, und dass der Werkzeugkopf (5) von zwei Kugelabschnitten (20,25) gebildet wird, deren Grundflächen einander zugewandt und in einem Abstand (x) zueinander angeordnet sind, der die breite der Ausnehmung (17) wiedergißt.
  2. Betätigungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring offen ausgebildet ist und/oder dass der Federring (21) eine schraubenfederartige Windung (W) bildet.
  3. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (17) auf einer Ebene (E1) verläuft, wobei eine Normale der Ebene (E1) mit einer Längsachse (45) des Betätigungswerkzeugs (1) zusammenfällt.
  4. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (21) im belasteten Zustand im wesentlichen vollständig von der Ausnehmung (17) aufgenommen wird.
  5. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Enden (37,37') des Federrings (21) im belasteteten Zustand nahezu berühren.
  6. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (17) als im wesentlichen rechteckförmige oder U-förmige Nut (19) ausgebildet ist.
  7. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (21) von einem Draht gebildet wird, der im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
  8. Betätigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (21) von einem Draht gebildet wird, der einen eckigen Querschnitt aufweist.
  9. Betätigungswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt dreieckig, viereckig oder sechseckig ist.
  10. Betätigungswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt trapezförmig ist.
  11. Betätigungswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt rautenförmig ist.
  12. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d) des Querschnitts des Federrings (21) das 0,07 bis 0,14-fache einer durch die Mehrkantanordnung definierten Schlüsselweite (SW) beträgt.
  13. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte (M1,M2) der Kugelabschnitte (20,25) -in Richtung der Längsachse (45) des Betätigungswerkzeugs (1) gemessen- einen Abstand zueinander aufweisen.
  14. Betätigungswerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt (M1) des ersten Kugelabschnitts (20) und der Mittelpunkt (M2) des zweiten Kugelabschnitts (25) in einem Raum zwischen den Grundflächen der Kugelabschnitte (20,25) liegen und dass die Mittelpunkte (M1,M2) auf der Längsachse (45) des Betätigungswerkzeugs (1) liegen.
  15. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelabschnitte (20,25) einen Kugelkopf bilden, der die Maße der Außen-Mehrkantanordnung (7) aufweist.
  16. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf mit einem Kugelabschnitt (20) an einem Schaft (3) des Betätigungswerkzeugs (1) angeordnet ist.
  17. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem anderen Kugelabschnitt (25) ein Kegelstumpf (27) aufgesetzt ist, dessen Mantelfläche (31) einen Winkel α mit der Normalen einschließt und dass dessen Mittelachse mit der Längsachse (45) des Betätigungswerkzeugs (1) zusammenfällt.
  18. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α zirka 30° beträgt.
  19. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelstumpf (27) an seiner Mantelfläche (31) eine Mehrkantanordnung (33) aufweist.
  20. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen-Mehrkantanordnung (7) in die Mehrkantanordnung (33) des Kegelstumpfs (27) übergeht.
  21. Betätigungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen-Mehrkantanordnung (7) eine Außen-Sechskantanordnung ist.
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