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Die Erfindung betrifft einen Ratschenschlüssel, insbesondere für LKW, mit einem ringförmigen, einen Griffarm aufweisenden Gehäuse, in welchem ein Ratschenmechanismus zur Kraftübertragung auf ein Kupplungsstück angeordnet ist, wobei das Kupplungsstück in beidseitig des Gehäuses angebrachten und mit Öffnungen für das Durchtreten des Kupplungsstückes versehenen Haltescheiben schwenkbar gelagert ist und eine Öffnung zur Aufnahme einer Profil- Nussstange aufweist.
Aus der DE 22 31 385 A ist ein derartiger Ratschenschlüssel bekannt, bei dem als Kupplungsstück ein kugelförmiger Drehkörper vorgesehen ist, der mittels zweier Haltescheiben im Gehäuse oder Schlüsselkopf des Ratschenschlüssels drehbar gelagert ist. Die beiden Haltescheiben werden vor dem Einbau in das Gehäuse ballig vorgeformt und beim Einspreizen in das Gehäuse mittels einer Presse plangedrückt. Hierdurch ergibt sich eine formschlüssige Verbindung der Haltescheiben mit dem Gehäuse. Die Kraftübertragung auf den Drehkörper erfolgt über einen Ratschenmechanismus, der aus acht im Gehäuse gelagerten und federbelasteten Klemmrollen besteht Die sphärische Auflagefläche innerhalb der Haltescheiben für den kugelförmigen Drehkörper ist relativ gering.
Da die Abstützkräfte vom Drehkörper direkt auf diese Auflageflächen übertragen werden, erfolgt ein Abrieb an den Auflageflachen sowie eine Materialermüdung der Hattescheiben, so dass die Lebensdauer dieses Ratschenschlüssels relativ gering sein wird Auch der Rastmechanismus unterliegt einem Verschleiss durch Abrieb, da die Verbindung zwischen den Klemmrollen und dem Drehkörper durch Reibungsschluss erfolgt
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Ratschenschlüssels der eingangs angeführten Art, welcher einen stabilen und kompakten Aufbau sowie einen geringen Verschleiss seiner Bauteile aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Kupplungsstück mit im Querschnitt kreisförmigen Lagerfortsätzen in Lagern der aneinanderliegend angeordneten Haltescheiben schwenkbar gelagert ist, und dass die Haltescheiben drehfest in einem Lagerring angeordnet sind, der drehbar im Gehäuse gelagert ist. Durch diese Ausbildung kann der vorstehend angeführten Zielsetzung gut entsprochen werden. Insbesondere kann der Ratschenschlüssel äusserst robust und für die Übertragung grosser Drehmomente ausgebildet sein, wie dies beispielsweise bei der Montage bzw. Demontage von LKW-Zwillingsreifen erforderlich ist
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lager für die Lagerfortsätze des Kupplungsstückes in den aneinanderliegenden Flächen der Haltescheiben angebracht bzw. eingearbeitet sind.
Hierdurch wird eine gleichmässige, von beiden Haltescheiben auf das Kupplungsstück einwirkende Kraftübertragung ermöglicht.
Hierbei ist es weiters vorteilhaft, wenn die Lager der Lagerfortsätze des Kupplungsstückes als Halbschalenlager in den Haltescheiben ausgebildet sind. Durch diese Massnahme kann das Kupplungsstück rasch ein- und ausgebaut werden, da kein kompliziertes Einsetzen der Lagerfortsätze in die Lager erforderlich ist.
Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn das Kupplungsstück als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet ist und eine sich über einen Winkel von 60 erstreckende Umfangsnut aufweist, in welche eine Madenschraube eingreift, die in einer radialen Gewindebohrung in den Haltescheiben angeordnet ist. Auf diese Weise wird der Schwenkwinkel zwischen dem Griffarm und der auf der einen bzw. der anderen Seite des Kupplungsstückes austretende Nussstange zweckmässig jeweils auf einen Bereich von 90 bis 120 festgelegt.
In diesem Zusammenhang ist es günstig, wenn im Lagerring eine mit der Gewindebohrung der Haltescheiben fluchtende radiale Bohrung vorgesehen ist, wodurch das Einführen eines Schraubendrehers zum Einschrauben der Madenschraube ermöglicht wird.
Eine besonders zweckmässige Ausgestaltung des Kupplungsstückes besteht darin, dass das Kupplungsstück einen zylindrischen Mittelteil aufweist, der beidseits in konische Endteile übergeht, an welchen die zapfenförmigen Lagerfortsätze vorgesehen sind, wobei die Öffnungen in den Haltescheiben bezüglich ihrer Kontur an die Kontur des Kupplungsstückes mit Spiel angepasst ist.
Diese kompakte und robuste Ausbildung ermöglicht eine optimale Kraftübertragung von den Haltescheiben über die Lagerfortsätze und über die konischen Endteile auf den Mittelteil des Kupplungsstückes, und vom Mittelteil weiter auf die Nussstange.
Um die gegenseitige Lage der Haltescheiben zu einander und zum Lagerring exakt festzulegen, ist es vorteilhaft, wenn der Lagerring innenseitig mittig einen umlaufenden,
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vorzugsweise keilförmigen Ringvorsprung als Anschlag für die Haltescheiben aufweist.
Zur stabilen Halterung der Haltescheiben im Lagerring bzw. zum raschen Ein- bzw. Ausbau derselben, ist es von besonderem Vorteil, wenn das ringförmige Gehäuse an seiner einen Seite einen radial einwärts gerichteten Flansch und an seiner anderen Seite eine Innen- Ringnut aufweist, in welche ein Seegerring einsetzbar bzw. eingesetzt ist
Zur gegenseitigen kraftschlüssigen und lösbaren Verbindung der beiden Haltescheiben ist vorzugsweise mit Vorteil vorgesehen, dass die Haltescheiben durch Schrauben, vorzugsweise Inbusschrauben, miteinander verbunden sind. Hierdurch wird einerseits eine äusserst stabile, aber auch andererseits wieder rasch und einfach lösbare Verbindung zwischen den Haltescheiben hergestellt.
Zur exakten gegenseitigen Anordnung der Haltescheiben ist es in diesem Zusammenhang auch von Vorteil, wenn die Haltescheiben zur gegenseitigen Zentrierung über zumindest zwei Stifte verbunden sind.
Um eine effiziente Kraftübertragung vom Lagerring auf die Haltescheiben zu erzielen, ist es besonders vorteilhaft, wenn am Übergang zwischen den Haltescheiben zum Lagerring zumindest drei Stifte zur drehfesten Verbindung vorgesehen sind Da die Krafteinleitung am Umfang der Haltescheiben erfolgt, können hohe Drehmomente auf das Kupplungsstück übertragen werden.
Eine besonders vorteilhafte und einfache Ausbildung des Ratschenmechanismus ist dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring eine Aussenverzahnung aufweist, die mit einem im Gehäuse radial angeordneten, federnd abgestützten Ratschenstift zusammenwirkt. Diese Ausbildung ermöglicht eine leichtgängige Bedienung des Ratschenschlüssels und weist nur einen geringen Abrieb auf, so dass eine hohe Lebensdauer resultiert.
Dabei hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn der Ratschenstift als Plättchen mit rechteckförmigem Querschnitt und einem keilförmigen Ende ausgebildet ist. Da das Plättchen relativ breit ausgebildet werden kann, ergibt sich an der Kraftubertragungsfläche zur Aussenverzahnung des Lagerringes eine geringe Flächenpressung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Ratschenschlüssel, teilweise geschnitten und mit weggebrochenem Griffarm in Vorderansicht ; Fig. 2 den Ratschenschlüssel im Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1; Fig. 3 eine vergrösserte Darstellung einer Baueinheit des Ratschenschlüssels nach Fig. 1 in Vorderansicht; Fig. 4 die Baueinheit im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3 in Draufsicht ; 5 die Baueinheit im Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 3 ; 6 einen Ratschenzahn zur Verwendung im Ratschenschlüssel nach Fig. 1 in Vorderansicht und Draufsicht ; 7 einen Madenstift zur Begrenzung des Schwenkwinkels des Ratschenschlüssels; Fig. 8 eine schematische Darstellung des Ratschenschlüssels bei der Montage bzw.
Demontage eines LKW-Zwillingsrades; und Fig. 9 eine modifizierte Ausführungsform eines Ratschenschlüssels ähnlich wie nach Fig. 1 in Vorderansicht
In den Figuren 1 und 2 bezeichnet 1 allgemein einen Ratschenschlüssel, der insbesondere zur Montage und Demontage von Muttern für Zwillingsräder an LKWs vorgesehen ist und ein ringförmiges Gehäuse 2 mit einstückig angeformtem Griffarm 3 aufweist
In einer kreisförmigen Ausnehmung 4 des Gehäuses 2 ist ein Lagerring 5 drehbar gelagert, der sich auf einer Seite an einem radial vorspringenden Flansch 6 des Gehäuses 2 abstützt und auf der anderen Seite durch einen Seegerring 7 in seiner Lage gesichert ist, wobei der Seegerring 7 in einer Innen- Ringnut 8 der Ausnehmung 4 eingesetzt ist (s. Fig. 2).
Am Lagerring 5 ist innenseitig mittig ein ringförmig umlaufender und im Querschnitt keilförmiger Vorsprung 9 vorgesehen, der als Anschlag für beidseitig in den Lagerring 5 eingesetzte Haltescheiben 10,11 dient, wobei die Haltescheiben 10, 11 eine der Form des Vorsprunges 9 angepasste, in Umfangsrichtung verlaufende Anfasung 12 auf weisen (s Fig. 4,5) Die beiden aneinanderliegenden Haltescheiben 10,11 sind durch vier Kopf schrauben 13, z.B.
Inbusschrauben, miteinander fest verbunden, und sie können durch Zahnscheiben (nicht dargestellt) oder dergl. gesichert sein. Vorzugsweise sind jeweils zwei Köpfe der Kopf schrauben 13 auf einer Seite der Haltescheiben 10,11 einander diametral gegenüberliegend angeordnet.
Vorzugsweise weist die eine Haltescheibe, z. B. 10, Bohrungen 13a zum Durchgang der Schrauben 13 und die andere Haltescheibe, z. B. 11, Gewindebohrungen 13b für die Schrauben
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13 auf (s Fig. 3). Weiters sind in den Haltescheiben 10, 11 Öffnungen 14 (s. Fig 3) vorgesehen, deren Kontur der Kontur eines rotationssymmetrischen Kupplungsstückes oder Kernes 15 angepasst ist, welcher drehbar zwischen den beiden Haltescheiben 10,11 gelagert ist, wie weiter unten genauer erläutert wird Zusätzlich zu den Schrauben 13 sind in den Halteringen 10,11 zwei Stifte 16 zum Zentrieren der Haltescheiben 10,11 vorgesehen.
Zur drehfesten Verbindung der Haltescheiben 10,11 mit dem Lagerring 5 sind am kreisförmigen Übergang zwischen den Haltescheiben und den Lagerring drei winkelmässig versetzte Stifte 17 vorgesehen, die teils in den Halteringen 10, 11 und teils im Lagerring 5 in Halb-Bohrungen 17a, 17b gehalten sind. Die Stifte 16 und 17 können beispielsweise als Kerbstifte ausgebildet sein
Der Kern 15 besteht, wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, aus mehreren Abschnitten, und zwar aus einem zylindrischen Mittelteil 18, an welchem beidseitig konische Endteile 19 mit von diesen abstehenden zapfenförmigen Lagerfortsätzen 20 in einem Stück anschliessen. Der Mittelteil 18 weist eine quer zur durch die Lagerfortsätze 20 definierten Achse des Kernes 15 verlaufende durchgehende Öffnung 21 mit z.
B quadratischem Querschnitt zur Aufnahme einer im Querschnitt quadratischen Nussstange 22 auf (selbstverständlich können für die Öffnungen 21 und die Nussstange 22 auch sechseckige Querschnitte vorgesehen werden). Die Enden der Nussstange 22 sind entsprechend der Öffnung der aufzusteckenden Nuss (nicht dargestellt) ausgebildet.
Die Lagerfortsätze 20 sind in Halbschalenlagern 23 der Halteringe 10, 11 gelagert, wobei die gemeinsame Achse der Halbschalenlager 23 und damit auch der Lagerfortsätze 20 in der durch die Berührungsfläche der beiden Halteringe 10,11 gebildeten Ebene liegt Im Bereich der Halbschalenlager 23 weisen die Haltescheiben 10,11 zur Verstärkung nach aussen eine Verdickung 24 auf, und diese Verdickung 24 verjüngt sich stetig zum Rand der Haltescheiben 10,
11 (s. Fig 1,3, 5).
Wie oben erwähnt, ist die Öffnung 14 an die Kontur des Kemes 15 angepasst, wobei hinzuzufügen ist, dass zwischen dem Mittelteil 18 des Kernes 15 und der Öffnung 14 eine grössere, und den kegelstumpfförmigen Endteilen 19 und der Öffnung eine kleinere Spielpassung vorgesehen ist, damit die Kraftübertragung vom Kem 15 auf die Haltescheiben 10,11 nicht nur über die Lagerfortsätze 20, sondern auch über die konischen Endteile 19 erfolgt.
Der Ratschenmechanismus setzt sich aus einer allgemein sägezahnförmigen Aussenverzahnung 25 am Lagerring 5 und einem mit dieser zusammenwirkenden Ratschenzahn 26 zusammen, der als Plättchen mit rechteckförmigen Querschnitt und einem keilförmigen vorderen Ende ausgebildet ist (s Fig. 6).
Der Ratschenzahn 26 ist in einer rechteckförmigen Ausnehmung 27 an der Innenseite des ringförmigen Gehäuses 2 im Bereich des Überganges zum Griffarm 3 verschiebbar gelagert, wobei vom Boden der Ausnehmung 27 eine Sackbohrung 28 ausgeht, in der eine am Ratschenzahn 26 angreifende Druckfeder 29 eingesetzt ist, um das keilförmige vordere Ende des Ratschenstiftes 26 gegen den Umfang des Lagerringes 5 bzw dessen Aussenverzahnung 25 zu drücken und damit die gewünschte Blockierung zwischen dem Gehäuse 2 und dem Lagerring 5 in einem vorbestimmten Drehsinn herbeizuführen
Zweckmässigerweise ist vorgesehen, dass der Schwenkbereich des Kernes 15 von der "Nullage" aus, d. h. der Lage, in der die Nussstange 22 einen rechten Winkel zum Griffarm 3 einnimmt, auf einen Wert von 30 begrenzt wird.
Zu diesem Zweck ist am Mittelteil 18 des Kernes 15 eine Umfangsnut 30 vorgesehen, die sich winkelmässig von der zuvor erwähnten Nullage aus über einen Bereich von 30 erstreckt. In den beiden Haltescheiben 10, 11ist jeweils die Hälfte einer radialen Gewindebohrung 31 ausgebildet, deren Achse mit der des Griffarmes 3 fluchtet, und welche zur Aufnahme einer in Fig. 7 dargestellten Madenschraube 32 vorgesehen ist, deren zylindrisch ausgebildete Spitze 33 in die Umfangsnut 30 eingreift bzw. in dieser geführt ist, wobei die Enden der Umfangsnut 30 einen Anschlag für die Spitze 33 bilden. Um beim Zusammenbau der Einzelteile des Ratschenschlüssels 1 den Zugang zur Madenschraube 32 zu ermöglichen, ist im Lagerring 5 eine mit der Gewindebohrung 31 fluchtende Bohrung 34 vorgesehen, die das Einführen eines Schraubendrehers erlaubt.
Auf diese Weise wird der Schwenkwinkel zwischen dem Griffarm 3 und der Nussstange 22 auf der einen bzw. anderen Seite des Kernes 15 austretenden Nussstange jeweils auf einen Bereich von 90 -120 festgelegt.
Der Zusammenbau erfolgt in der Weise, dass zuerst in einer der beiden Haltescheiben 10,11, z. B. in die Haltescheibe 10, die zwei zur Zentrierung dienenden Stifte 16 eingesteckt werden, worauf diese Haltescheibe 10 in den Lagerring 5 eingesetzt wird Anschliessend wird der Kern 15
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mit seinen Lagerfortsätzen 20 in die Öffnung 14 bzw in die Halbschalenlager 23 der Haltescheibe 10 eingesetzt Danach kann die zweite Haltescheibe 11, über die Stifte 16 geführt, aufgesetzt werden Nunmehr können die Kopfschrauben 13 eingesetzt und festgeschraubt werden.
Anschliessend wird die Madenschraube 32 eingedreht. Die auf diese Weise erhaltene Baueinheit kann nun in das Gehäuse 2 eingelegt werden, in der schon zuvor die Druckfeder 29 und der Ratschenzahn 26 eingebaut wurden, worauf diese Einheit mit dem Seegerring 7 im Gehäuse 2 fixiert wird. Letztlich werden die drei Stifte 17 zur kraftschlüssigen Übertragung zwischen dem Lagerring 5 und den Haltescheiben 10, 11 eingesteckt bzw. eingepresst.
Die Fig 8 zeigt schematisch ein Anwendungsbeispiel des Ratschenschlüssels 1 bei der Montage bzw Demontage eines Zwillingsrades 35 an einem LKW, wobei der Winkel von 120 zwischen der Nussstange 22 und dem Griffarm 3 ersichtlich ist ; der Griffarm 3 ragt dabei aus der Radausnehmung des Kastenaufbaues 36 des LKWs vor und ist daher bequem handhabbar.
Anstelle eines quadratischen Querschnittes der Nussstange 22 kann dieser, wie erwähnt, auch sechskantformig sein, und Fig. 9 zeigt eine solche Ausführung Im übrigen entspricht der Ratschenschlüssel gemäss Fig 9 jenem gemäss Fig. 1 bis 7, so dass sich eine neuerliche Beschreibung erübrigen kann.
Um die Halbschalenlager 23 in die Haltescheiben 10,11 einarbeiten zu können, ist eine radiale Bohrung 37 (s. Fig. 1) je zur Hälfte in den Haltescheiben 10,11 vorgesehen, die das Einführen eines Dreh- oder Fräswerkzeuges ermöglicht.
Zur Erhöhung des Drehmomentes des Ratschenschlüssels 1 kann im Bedarfsfall an dessen Griffarm 3 ein Verlängerungsrohr (nicht dargestellt) aufgesteckt werden.