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Die Erfindung betrifft einen Ratschenschlüssel, und insbesondere einen umschaltbaren Ratschenschlüssel.
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Ein typischer Ratschenschlüssel wird zum schnellen Drehen eines Gegenstandes, wie eines drehbaren Befestigungselements, verwendet. Der Ratschenschlüssel kann mit einer Hülse verbunden werden und ermöglicht, dass durch Pendeln des Handgriffs nach vorn und nach hinten zum wiederholten Drehen des Befestigungselements die Hülse einfach gedreht werden kann, ohne dass sie von dem Befestigungselement entfernt wird.
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Ein Klinkenrad und eine Klinke des Ratschenschlüssels werden zum Antreiben oder Nichtantreiben des Befestigungselements wiederholt in Eingriff miteinander und außer Eingriff voneinander gebracht. Jedoch werden, wenn die Zähne des Klinkenrades und die Zähne der Klinke nicht vollständig miteinander in Eingriff stehen und dann die Bedienperson den Ratschenschlüssel sofort in eine Antriebsrichtung und eine Nichtantriebsrichtung dreht, die Zähne des Klinkenrades und der Klinke leicht beschädigt. Dies ist deshalb, weil die Zähne des Klinkenrades und die Zähne der Klinke nur an einer kleinen Kontaktfläche miteinander in Eingriff stehen, welche nicht ausreicht, um einer größeren Drehmomentbelastung standzuhalten. Wenn die Zähne des Klinkenrades und der Klinke klein sind, können sie wegen einer kleineren Kontaktfläche, die zwischen den Zähnen des Klinkenrades und der Klinke gebildet ist, leichter beschädigt werden.
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Aus der
DE 10 2004 017 187 A1 ist ein Ratschenschlüssel bekannt, der aufweist: einen Körper, der einen Kopf aufweist, der eine erste und eine zweite Aufnahmeausnehmung hat, die zueinander hin offen sind, wobei sich die erste Aufnahmeausnehmung um und entlang einer Zentralachse erstreckt, und wobei die zweite Ausnahmeausnehmung eine Anlagefläche aufweist; ein Klinkenrad, das drehbar in der ersten Aufnahmeausnehmung montiert ist und sich um und entlang einer Drehachse erstreckt, wobei das Klinkenrad eine Mehrzahl von ersten Zahnabschnitten aufweist; und eine Klinke, die gleitend in der zweiten Aufnahmeausnehmung aufgenommen ist und eine Mehrzahl von zweiten Zahnabschnitten und eine Kontaktfläche aufweist, wobei die zweiten Zahnabschnitte mit den ersten Zahnabschnitten lösbar in Eingriff stehen, und wobei die Kontaktfläche an der Anlagefläche der zweiten Aufnahmeausnehmung lösbar anliegt, wobei der Ratschenschlüssel zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position betreibbar ist.
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Mit der Erfindung wird ein umschaltbarer Ratschenschlüssel geschaffen, der einer hohen Drehmomentbelastung standhält und dessen Haltbarkeit verbessert wird.
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Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch einen Ratschenschlüssel, aufweisend einen Körper, der einen Kopf aufweist, der eine erste und eine zweite Aufnahmeausnehmung hat, die zueinander offen sind, wobei sich die erste Aufnahmeausnehmung um und entlang einer ersten Zentralachse erstreckt, und wobei die zweite Ausnahmeausnehmung eine erste Anlagefläche aufweist, ein Klinkenrad, das drehbar und verschiebbar in der ersten Aufnahmeausnehmung montiert ist und sich um und entlang einer zweiten Drehachse erstreckt, wobei das Klinkenrad eine Mehrzahl von ersten Zahnabschnitten aufweist, und eine Klinke, die gleitend verschiebbar in der zweiten Aufnahmeausnehmung aufgenommen ist und eine Mehrzahl von zweiten Zahnabschnitten und eine erste Kontaktfläche aufweist, wobei die zweiten Zahnabschnitte mit den ersten Zahnabschnitten lösbar in Eingriff stehen, und wobei in einer ersten Ratschstellung die erste Kontaktfläche an der ersten Anlagefläche der zweiten Aufnahmeausnehmung lösbar anliegt, wobei der Ratschenschlüssel zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position betreibbar ist, wobei, wenn der Ratschenschlüssel in der ersten Position ist, die Zentralachse und die Drehachse kollinear sind und zusammenfallen, wobei die erste Kontaktfläche an der ersten Anlagefläche anliegt, und wobei die zweiten Zahnabschnitte der Klinke mit den ersten Zahnabschnitten des Klinkenrades in Eingriff stehen, wobei, wenn der Ratschenschlüssel derart betrieben wird, dass er einer Drehmomentbelastung widersteht und sich von der ersten Position in die zweite Position bewegt, die Klinke sich entlang der ersten Anlagefläche von einer Seite der zweiten Aufnahmeausnehmung zu einer anderen Seite der zweiten Aufnahmeausnehmung, die zu der ersten Anlagefläche benachbart ist, abwälzt, wobei das Klinkenrad von der Klinke gedrückt wird, wobei die Zentralachse und die Drehachse parallel zueinander und im Abstand voneinander sind, und wobei die Klinke zwischen dem Klinkenrad und der ersten Anlagefläche begrenzt oder eingeklemmt ist.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Ratschenschlüssels gemäß der Erfindung;
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2 eine perspektivische Explosionsteilansicht des Ratschenschlüssels aus 1;
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3 eine Schnittteilansicht des Ratschenschlüssels aus 1; 4 eine andere Schnittteilansicht des Ratschenschlüssels in einer ersten Position;
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5 eine Ansicht wie in 4, wobei durch Drehung des Körpers des Ratschenschlüssels in einer durch einen Pfeil dargestellten Antriebsrichtung der Ratschenschlüssel aus der ersten Position in eine zweite Position geschwenkt ist;
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6 eine Ansicht wie in 5, wobei durch weitere kontinuierliche Drehung des Körpers in der durch den Pfeil dargestellten Antriebsrichtung der Ratschenschlüssel aus der zweiten Position in eine dritte Position geschwenkt ist;
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7 eine Ansicht wie in 6, wobei durch Drehung des Körpers in einer durch einen Pfeil dargestellten Nichtantriebsrichtung der Ratschenschlüssel aus der dritten Position in die erste Position geschwenkt ist; und
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8 eine Ansicht wie in 7, wobei durch weitere Drehung des Körpers in der durch den Pfeil dargestellten Nichtantriebsrichtung der Ratschenschlüssel in der Ratschfunktion betrieben wird.
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Die 1 bis 8 zeigen einen Ratschenschlüssel gemäß der Erfindung. Der Ratschenschlüssel weist einen Körper 10, ein Klinkenrad 20, das zum Antreiben eines Befestigungselements geeignet ist, eine Klinke 30, die mit dem Klinkenrad 20 lösbar in Eingriff steht, und eine Umschaltvorrichtung 40 auf, die an dem Körper 10 zum Drücken der Klinke 30 drehbar montiert ist.
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Der Körper 10 weist einen Kopf 11 auf, der eine erste und eine zweite Aufnahmeausnehmung 111 und 112 hat, die zueinander offen sind. Die erste Aufnahmeausnehmung 111 erstreckt sich um und entlang einer ersten Zentralachse M1. Die zweite Ausnahmeausnehmung 112 weist eine erste und eine zweite Anlagefläche 1121 und 1122 auf, die an zwei gegenüberliegenden Seiten der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 angeordnet sind. Die erste Anlagefläche 1121 erstreckt sich gekrümmt um einen ersten Mittelpunkt C1.
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Der Kopf 11 weist ferner eine dritte Aufnahmeausnehmung 113 auf, die zu der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 hin offen ist. Die zweite Aufnahmeausnehmung 112 ist zwischen der ersten und der dritten Aufnahmeausnehmung 111 und 113 angeordnet. Der Kopf 11 weist ferner einen Kanal 114 auf, der in die dritte Aufnahmeausnehmung 113 mündet.
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Der Körper 10 weist ferner einen Handgriff 12 auf, der mit dem Kopf 11 verbunden ist. Der Handgriff 12 erstreckt sich entlang einer z. B. horizontalen Längsachse L1, die sich durch den ersten Mittelpunkt C1 hindurch erstreckt.
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Das Klinkenrad 20 ist drehbar und verschiebbar in der ersten Aufnahmeausnehmung 111 montiert und erstreckt sich um und entlang einer zweiten Drehachse M2. Daher sind, wenn das Klinkenrad 20 in die erste Aufnahmeausnehmung 111 montiert ist, die erste und die zweite Längsachse M1 und M2 kollinear. Das Klinkenrad 20 weist eine Mehrzahl von ersten Zahnabschnitten 21 auf, die um den Umfang des Klinkenrades 20 herum angeordnet sind.
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Die Klinke 30 ist gleitend in der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 aufgenommen. In der Ausführungsform sind in bevorzugter Weise sowohl eine erste Härte des Körpers 10 als auch eine zweite Härte des Klinkenrades 20 größer als eine dritte Härte der Klinke 30, wobei die Klinke im Betrieb elastisch verformbar ist. Die Klinke 30 weist eine Mehrzahl von zweiten Zahnabschnitten 31 und eine erste Kontaktfläche 32 auf. Die zweiten Zahnabschnitte 31 stehen mit den ersten Zahnabschnitten 21 lösbar in Eingriff. Die erste Kontaktfläche 32 liegt in einer ersten Ratschstellung lösbar an der ersten Anlagefläche 1121 der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 an. Die erste Kontaktfläche 32 erstreckt sich hierbei gekrümmt um einen zweiten Mittelpunkt C2, und die erste Kontaktfläche 32 und der zweite Mittelpunkt C2 sind an zwei entgegengesetzten Seiten der Längsachse L1 angeordnet.
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Die Klinke 30 weist ferner eine zweite Kontaktfläche 33 auf. Die zweiten Zahnabschnitte 31 sind zwischen der ersten und der zweiten Kontaktfläche 32 und 33 angeordnet. Die zweite Kontaktfläche 33 liegt in einer zweiten Ratschstellung lösbar an der zweiten Anlagefläche 1122 der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 an und wirkt mit dieser entsprechend zusammen, wie dies für die erste Kontaktfläche 32 im Zusammenwirken mit der ersten Anlagefläche beschrieben ist.
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Die erste und die zweite Kontaktfläche 32 und 33 der Klinke 30 liegen lösbar an der ersten Anlagefläche 1121 oder der zweiten Anlagefläche 1122 der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 an, um eine Antriebsrichtung und eine Nichtantriebsrichtung des Körpers 10 zu ändern.
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Das Klinkenrad 20 und das Befestigungselement, das mit dem Klinkenrad 20 gekuppelt ist, sind derart angepasst, dass sie sich gemeinsam mit dem Körper 10 drehen, während sich der Körper 10 in der Antriebsrichtung dreht. Ferner sind das Klinkenrad 20 und das Befestigungselement, das mit dem Klinkenrad 20 gekuppelt ist, derart angepasst, dass sie unbewegt bleiben, wenn sich der Körper 10 in der Nichtantriebsrichtung dreht.
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In der Ratschstellung liegt die Klinke bei unbelastetem Klinkenrad mit dem der dritten Aufnahmeausnehmung 113 benachbarten Ende ihrer betreffenden Kontaktfläche 32, 33 an dem betreffenden Ende der zugeordneten Anlagefläche 1121, 1122 der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 an. Wenn somit die erste Kontaktfläche 32 an dem der dritten Aufnahmeausnehmung benachbarten Ende der ersten Anlagefläche 1121 der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 anliegt, ist ein erster Spalt A zwischen der ersten Anlagefläche 1121 der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 und der ersten Kontaktfläche 32 der Klinke 30 ausgebildet. Der erste Spalt A ist von dem einen Ende der ersten Anlagefläche 1121 zu dem anderen Ende der ersten Anlagefläche 1121, das zu dem Klinkenrad 20 benachbart ist, allmählich erweitert.
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Wenn die zweite Kontaktfläche 33 an der zweiten Anlagefläche 1122 der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 bei unbelastetem Klinkenrad anliegt, ist entsprechend ein zweiter Spalt zwischen der zweiten Anlagefläche 1122 der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 und der zweiten Kontaktfläche 33 der Klinke 30 ausgebildet. Der zweite Spalt ist von dem einen Ende der zweiten Anlagefläche 1122 zu dem anderen Ende der zweiten Anlagefläche 1122, das zu dem Klinkenrad 20 benachbart ist, allmählich erweitert.
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In der Ausführungsform ist ein erster radialer Abstand, der zwischen der ersten Kontaktfläche 32 und dem zweiten Mittelpunkt C2 gebildet ist, größer als ein zweiter radialer Abstand, der zwischen der ersten Anlagefläche 1121 und dem ersten Mittelpunkt C1 gebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Abstand 1,1-mal so lang wie der zweite Abstand, so dass die erste Kontaktfläche 32 mit der ersten Anlagefläche 1121 entlang einer Dickenrichtung der Klinke 30 in Linienkontakt stehen kann. Gleichermaßen kann die zweite Kontaktfläche 33 mit der zweiten Anlagefläche 1122 entlang der Dickenrichtung der Klinke 30 in Linienkontakt stehen.
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Die Klinke 30 weist ferner eine Führungsnut 34 auf, die an einer zu der dritten Aufnahmeausnehmung 113 benachbarten Seite davon angeordnet ist und zwischen der ersten und der zweiten Kontaktfläche 32 und 33 liegt. Die Führungsnut 34 weist einen ersten ausgesparten Abschnitt 341, der benachbart zu der ersten Kontaktfläche 32 angeordnet ist, und einen zweiten ausgesparten Abschnitt 342 auf, der benachbart zu der zweiten Kontaktfläche 33 angeordnet ist.
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Die Führungsnut 34 weist ferner einen ersten Begrenzungsrand 343, einen zweiten Begrenzungsrand 344 und einen Wulstabschnitt 345 auf. Der erste und der zweite ausgesparte Abschnitt 341 und 342 sind zwischen dem ersten und dem zweiten Begrenzungsrand 342 und 344 angeordnet. Der erste und der zweite Begrenzungsrand 343 und 344 und der Wulstabschnitt 345 erstrecken sich in Richtung zu der Umschaltvorrichtung 40.
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Die Umschaltvorrichtung 40 weist einen Schaltknopf 41, der in der dritten Aufnahmeausnehmung 113 drehbar aufgenommen ist, ein erstes Federelement 42 und ein Drückelement 43 auf. Der Schaltknopf 41 weist einen Aufnahmeabschnitt 411 und einen Positionierungsabschnitt 412 auf, der sich davon erstreckt. Der Positionierungsabschnitt 412 liegt abwechselnd an zwei entgegengesetzten Enden der zweiten Aufnahmeausnehmung 112, die zu der dritten Aufnahmeausnehmung 113 benachbart sind, lösbar an, um einen Drehwinkel des Schaltknopfes 41 zu begrenzen, wenn der Schaltknopf 41 relativ zu dem Kopf 41 drehbar betätigt wird. Der Schaltknopf 41 weist ferner zwei Anlageflächen 413 auf, die an einer zu der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 entgegengesetzten Seite davon angeordnet sind. Die beiden Anlageflächen 413 sind senkrecht zueinander. Das erste Federelement 42 und das Drückelement 43 sind in dem Aufnahmeabschnitt 411 aufgenommen. Das Drückelement 43 ist durch das erste Federelement 42 derart vorgespannt, dass es gegen eine zu dem Klinkenrad 20 entgegengesetzte Seite der Klinke 30 drückt. Das Drückelement 43 ist zum Drücken gegen den ersten ausgesparten Abschnitt 341 oder den zweiten ausgesparten Abschnitt 342 geeignet, um zu bewirken, dass die Klinke 30 an der ersten Anlagefläche 1121 oder der zweiten Anlagefläche 1122 der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 anliegt. Das Drückelement 43 ist durch den ersten und den zweiten Begrenzungsrand 343 und 344 derart begrenzt, dass es sich nicht von dem ersten ausgesparten Abschnitt 341 oder dem zweiten ausgesparten Abschnitt 342 lösen kann.
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Die Umschaltvorrichtung 40 weist ferner ein zweites Federelement 44 und ein Anlageelement 45 auf, die in dem Schlitz 114 aufgenommen sind. Das Anlageelement 45 ist durch das zweite Federelement 44 derart vorgespannt, dass es gegen eine der beiden Anlageflächen 413 drückt.
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Der Ratschenschlüssel weist ferner eine Kappe 50 auf, die durch einen C-Ring mit dem Körper 10 verbunden ist, um zu verhindern, dass sich das Klinkenrad 20 und die Klinke 30 aus der ersten und der zweiten Aufnahmeausnehmung 111 und 112 lösen. Die Kappe 50 weist eine Durchgangsöffnung 51 auf, die sich durch zwei entgegengesetzte Enden davon entlang der ersten Längsachse M1 erstreckt. Das Klinkenrad 20 ist durch die Durchgangsöffnung 51 hindurch mit radialem Spiel drehbar eingesetzt.
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Der Ratschenschlüssel ist zwischen einer ersten Position (wie in 4 gezeigt), einer zweiten Position (wie in 5 gezeigt) und einer dritten Position (wie in 6 gezeigt) betreibbar.
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Wenn eine Bedienperson den Ratschenschlüssel nicht dreht, ist der Ratschenschlüssel in der ersten Position. Mit anderen Worten steht der Ratschenschlüssel in der ersten Position keiner äußeren Kraft entgegen.
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Wenn der Ratschenschlüssel in der ersten Position (4) ist, sind die Zentralachse M1 und die Drehachse M2 kollinear. Das Drückelement 43 drückt gegen die Führungsnut 34 der Klinke 30. Die zweiten Zahnabschnitte 31 der Klinke 30 stehen mit den ersten Zahnabschnitten 21 des Klinkenrades 20 in Eingriff. Die erste Kontaktfläche 32 kann in Linie an der ersten Anlagefläche 1121 entlang der Dickenrichtung der Klinke 30 anliegen. Der erste Spalt A ist zwischen der ersten Anlagefläche 1121 der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 und der ersten Kontaktfläche 32 der Klinke 30 ausgebildet.
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Wenn der Ratschenschlüssel in der Antriebsrichtung betrieben wird, um einer Drehmomentbelastung zu widerstehen (5) und sich von der ersten Position in die zweite Position zu bewegen, wälzt sich die Klinke 30 entlang der ersten Anlagefläche 1121 von der dritten Aufnahmeausnehmung 113 in Richtung zu der ersten Aufnahmeausnehmung 111 ab, so dass der Spalt A enger wird. Das Klinkenrad 20 wird von der Klinke 30 derart gedrückt, dass es sich in der ersten Aufnahmeausnehmung 111 bewegt, bis das Klinkenrad 20 an dem Innenumfang der Durchgangsöffnung 51 der Kappe 50 anliegt, so dass die erste und die zweite Längsachse M1 und M2 parallel im Abstand zueinander sind. Die Klinke 30 ist zwischen dem Klinkenrad 20 und der ersten Anlagefläche 1121 eingeklemmt und kann nicht schnell in Richtung zu der dritten Aufnahmeaussparung 113 gleiten. Daher können die zweiten Zahnabschnitte 31 der Klinke 30 vollständig und fest mit den ersten Zahnabschnitten 21 des Klinkenrades 20 in Eingriff stehen, um der Drehmomentbelastung standzuhalten und zu verhindern, dass die ersten und die zweiten Zahnabschnitte 21 und 31 beschädigt werden.
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Wenn der Körper 10 kontinuierlich in der Antriebsrichtung derart gedreht wird, dass er sich von der zweiten Position in die dritte Position bewegt (6), widersteht der Ratschenschlüssel einer höheren Drehmomentbelastung. Die Klinke 30 wird zwischen der ersten Anlagefläche 1121 und dem Klinkenrad 20 bevorzugt derart zusammengedrückt, dass sie sich elastisch verformt. Der erste Spalt A verengt sich weiter, bis die erste Anlagefläche 1121 an der ersten Kontaktfläche 32 derart festliegt, dass der erste Spalt A beseitigt ist. Die erste Kontaktfläche 32 steht mit der ersten Anlagefläche 1121 in Flächenkontakt. Die Zentralachse M1 und die Drehachse M2 sind parallel zueinander. Die Klinke 30 ist zwischen der ersten Anlagefläche 1121 und dem Klinkenrad 20 zusammengedrückt, so dass die zweiten Zahnabschnitte 31 der Klinke 30 vollständig und fest mit den ersten Zahnabschnitten 21 des Klinkenrades 20 in Eingriff stehen können, um der höheren Drehmomentbelastung zu widerstehen und zu verhindern, dass die ersten und die zweiten Zahnabschnitte 21 und 31 beschädigt werden. Das Drückelement 43 ist von dem ersten Federelement 42 derart vorgespannt, dass es gegen die Klinke 30 drückt, um zu bewirken, dass die erste Kontaktfläche 32 an der ersten Anlagefläche 1121 anliegt.
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Wenn der Ratschenschlüssel in der Nichtantriebsrichtung (wie in den 7 und 8 gezeigt) betrieben wird, drückt das Klinkenrad 20, das relativ zu dem Körper 10 gedreht wird, die Klinke 30 derart, dass sie sich in Richtung zu der dritten Aufnahmeausnehmung 113 bewegt. Die zweiten Zahnabschnitte 31 der Klinke 30 werden unter Bildung eines Spaltes A1 zwischen der ersten Anlagefläche 1121 der zweiten Aufnahmeausnehmung 112 und der ersten Kontaktfläche 32 der Klinke 30 von den ersten Zahnabschnitten 21 des Klinkenrades 20 gelöst, um eine Ratschenfunktion zu schaffen.
