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Gebiet der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug mit einer eine erste Drehmoment-Übertragungsflanke aufweisenden, fest mit einem um eine Schwenkachse in einer Schwenkebene schwenkbar an einem Griff befestigten Kopf verbundenen festen Backe und einer eine zur ersten Drehmoment-Übertragungsflanke in Opposition stehenden zweiten Drehmoment-Übertragungsflanke aufweisenden, verschieblich dem Kopf zugeordneten beweglichen Backe, an der ein Abtriebshebelarm des Griffs derart angreift, dass ein auf den Griff um eine parallel zur Schwenkachse und zwischen den Drehmoment-Übertragungsflanken verlaufenden Schraubachse ausgeübtes Drehmoment die beiden Backen aufeinander zu kraftbeaufschlagt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Backen an ihren von der Schwenkachse wegweisenden freien Enden Übergangsbereiche aufweisen, an denen die Drehmoment-Übertragungsflanken in jeweils eine Außenschmalseite übergehen.
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Stand der Technik
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Schraubwerkzeug gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.
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Gelöst wird die Aufgabedurch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Erfindung sind, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen.
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Ein erster Aspekt der Erfindung, der alleine oder auch in Kombination mit weiteren Aspekten der Erfindung verwirklicht werden kann, betrifft eine Weiterbildung eines Übergangsbereiches zwischen den aufeinander zu weisenden Drehmoment-Übertragungsflanken der beiden Backen und eine Außenschmalseite des Kopfes. Während beim Stand der Technik die Drehmoment-Übertragungsflanken unter Ausbildung einer Kante, die bei der
DE 10 2017 108 014 A1 von einer Findungsschräge gebildet ist, in eine Seitenfläche des Kopfes übergeht, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Drehmoment-Übertragungsflanken entlang gekrümmter Flächen in die Außenschmalseiten des Kopfes übergehen. Die Übergangsbereiche verlaufen erfindungsgemäß auf sich in der Schwenkebene erstreckenden Krümmungslinien. Die Krümmungslinie kann eine Kreisbogenlinie sein. Die Krümmungslinie kann aber auch eine kreisbogenähnliche Linie, beispielsweise ein Abschnitt eines Ovals oder ein Abschnitt einer Ellipse sein. Der Radius der Krümmungslinie besitzt einen minimalen Wert, der bevorzugt etwa 15 Prozent eines minimalen Abstandes der beiden Drehmoment-Übertragungsflanken entspricht. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Radius der Krümmungslinie mindestens 1,5, bevorzugt mindestens 1,6 mm entspricht. Der Radius kann zwischen 1,5 und 2 mm liegen. Die beiden Drehmoment-Übertragungsflanken erstrecken sich zumindest bereichsweise entlang von Flankenlinien, die sich quer zur Verlagerungsrichtung der beweglichen Backe gegenüber der festen Backe erstrecken. Die Flankenlinien können parallel zueinander verlaufen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Flankenlinien jedoch in einer Richtung zu den freien Enden der Backen konvergierend. Bei einer Drehmomentbeaufschlagung auf die Backen können sich die beiden Backen aber derart verformen, dass die Flankenlinien unter Last parallel zueinander verlaufen. Die gekrümmten Übergangsbereiche, die gewissermaßen die Endabschnitte der beiden Backen ausbilden, bilden Gleitflächen, an denen die Endabschnitte der Backen an Sechskantflächen eines Sechskantprofils entlanggleiten können, wenn das Schraubwerkzeug an ein Sechskantprofil einer Mutter oder eines Schraubenkopfes in Angriff gebracht wird. Beim in-Angriff-bringen des Schraubwerkzeuges an ein Sechskantprofil haben die beiden Drehmoment-Übertragungsflanken zunächst einen minimalen Abstand. Dies ist darauf zurückzuführen, dass in einer bevorzugten Ausgestaltung die bewegliche Backe mittels einer Druckfeder auf die feste Backe kraftbeaufschlagt wird, die bewegliche Backe also anschlagbegrenzt in einer minimalen Abstandsstellung zur festen Backe kraftbeaufschlagt ist. Das erfindungsgemäße Schraubwerkzeug ist dazu ausgelegt, auf Mehrkantprofile, insbesondere Sechskantprofile, mit unterschiedlichen Schlüsselweiten Drehmomente auszuüben, indem parallel zueinander verlaufende Mehrkantflanken des Mehrkantprofils an parallel zueinander verlaufenden Abschnitten der Drehmoment-Übertragungsflanken anliegen. Um die Drehmoment-Übertragungsflanken in eine Anlagestellung an die Mehrkantflanken zu bringen, wird der Kopf mit in minimalem Abstand liegenden Drehmoment-Übertragungsflanken an das Mehrkantprofil angesetzt, was in einer x-beliebigen Drehstellung erfolgen kann. Die gerundeten Endabschnitte der Backen, die von den Übergangsbereichen ausgebildet werden, treten dann in einen tangential anliegenden Berührungskontakt zu den geradlinig verlaufenden Mehrkantflanken. Beim Aufschieben der Backen auf das Mehrkantprofil entfernen sich die beiden Backen beziehungsweise Drehmoment-Übertragungsflanken voneinander, was mit einer relativen Verdrehung des Kopfes gegenüber dem Griff einhergeht. Da die Drehstellung des Griffes bei einer üblichen Handhabung des Werkzeuges nicht geändert wird, wälzen sich die gerundeten Endabschnitte der Backen auf den geradlinig verlaufenden Mehrkantflanken ab, bis ein ausreichend großer Abstand der Drehmoment-Übertragungsflanken erreicht ist, der es ermöglicht, dass das Mehrkantprofil in den Zwischenraum zwischen den beiden Backen eintritt, der das Maul des maulschlüsselartigen Werkzeuges ausbildet. Während dieser Findungsphase rollen sich die gekrümmten Übergangsbereiche auch über Mehrkantkanten des Mehrkantprofils. Befindet sich der Mehrkantabschnitt innerhalb des Maules des Schraubwerkzeuges kann der Griff im Wege einer Schwenkbewegung um die Schraubachse geschwenkt werden. Hierbei dreht sich der Kopf zunächst so lange mit, bis zwei sich gegenüberliegende Mehrkantflanken an parallel zueinander verlaufenden Abschnitten der Drehmoment-Übertragungsflanken anliegen. Alternativ dazu können auch Eckbereiche des Mehrkantprofils in Eckaussparungen der Drehmoment-Übertragungsflanken eintreten. Haben die beiden Backen eine Position zueinander erreicht, in der der Abstand der geradlinig verlaufenden Abschnitte der Drehmoment-Übertragungsflanken der Schlüsselweite des Mehrkantprofiles entspricht, so wird bei der Aufbringung des Drehmomentes auf den Arm von einer Abtriebsflanke eines Abtriebshebelarmes eine Kraft auf die bewegliche Backe ausgeübt. Die Abtriebsflanke des Abtriebshebelarmes greift hierzu bevorzugt an eine Angriffsflanke der beweglichen Backe an. Einhergehend damit wird eine Kraft auf die voneinander wegweisenden Mehrkantflanken des Mehrkantprofiles aufgebracht. Die Gestaltung dieser Mittel zur Krafteinleitung in die bewegliche Backe ist Gegenstand weiterer Aspekte der Erfindung, die unten beschrieben werden. Zur Optimierung des Verlaufs der Krümmungslinie der beiden Übergangsbereiche wird vorgeschlagen, dass der Radius der Kreisbogenlinie oder der kreisbogenähnlichen Linie auch größer sein kann, als 20 Prozent oder auch größer sein, als lediglich 10 Prozent des minimalen Abstandes der beiden Drehmoment-Übertragungsflanken. Die Bogenlänge der Kreisbogenlinie soll sich bevorzugt über zumindest 45 Grad, 60 Grad, 90 Grad oder zumindest 120 Grad erstrecken, wobei die Kreisbogenlinie insgesamt einen knickfreien, glatten Verlauf besitzt. Die Kreisbogenlinie schließt sich insbesondere knickfrei an die oben beschriebene Flankenlinie an. Die Krümmungslinie kann aber auch einer Winkelaussparung entspringen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass eine Flanke der Winkelaussparung unter Ausbildung eines Knicks in die Krümmungslinie übergeht. Bevorzugt entspringt diese Krümmungslinie aber knickstellenfrei der quer zur Bewegungsrichtung der beweglichen Backe verlaufenden, als virtuelle Linie sich über die Eckaussparung erstreckende Flankenlinie. Die Krümmungslinie kann eine ballige Form aufweisen. Bevorzugt erstreckt sich die Krümmungslinie aber auf einer einfach gekrümmten, also abwickelbaren Fläche.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung, der für sich alleine oder in Kombination der anderen Aspekte der Erfindung verwirklicht werden kann, betrifft die Ausgestaltung des Abtriebshebelarmes. Der Griff ist, - bezogen auf die Schwenkachse - ein zweiarmiger Hebel, an dessen langem Hebelarm der Benutzer mit seiner Hand angreift und dessen kurzer Hebelarm der Abtriebshebelarm ist, mit dem eine Anpresskraft der beiden Drehmoment-Übertragungsflanken an das Sechskantprofil aufgebracht wird. Die Höhe der Angriffskraft hängt wesentlich von der wirksamen Länge des Abtriebshebelarmes ab. Unter der wirksamen Länge des Abtriebshebelarmes wird ein Abstand der Schwenkachse von einer sich in der Verlagerungsrichtung der beweglichen Backe erstreckenden, durch die Kraftübertragungsstelle einer Abtriebsflanke des Abtriebshebelarmes an eine Angriffsflanke der beweglichen Backe gezogenen Linie verstanden. Beim Stand der Technik ändert sich die wirksame Länge, mit der der Abtriebshebelarm an der Angriffsflanke angreift mit der Abstandsstellung der beiden Drehmoment-Übertragungsflanken beziehungsweise Backen zueinander. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die wirksame Länge des Abtriebshebelarmes kürzer ist, als die Hälfte des minimalen Abstandes der Drehmoment-Übertragungsflanken. Dieser minimale Abstand der Drehmoment-Übertragungsflanken ist bevorzugt dann gegeben, wenn die beiden Backen federbeaufschlagt in einer ersten Anschlagsstellung stehen. In dieser Position findet ein Mehrkantprofil einer minimalen Schlüsselweite Aufnahme im Maul des Schraubwerkzeuges, wobei die Schlüsselweite dem minimalen Abstand der Drehmoment-Übertragungsflanken entspricht. Die Kraft, die mit dem Abtriebshebelarm auf die bewegliche Backe übertragen wird, muss größer sein, als die aus dem auf das Mehrkantprofil aufgebrachten Drehmoment resultierende Gegenkraft auf die Drehmoment-Übertragungsflanken. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die wirksame Länge des Abtriebshebelarmes ausreichend kurz ist, also kürzer ist als die Hälfte des minimalen Abstandes der Drehmoment-Übertragungsflanken oder bevorzugt kürzer als ein Drittel des minimalen Abstandes oder weiter bevorzugt kürzer als ein Viertel des minimalen Abstandes, wobei weiter vorgesehen ist, dass die die wirksame Länge des Abtriebshebelarmes maximal ein Zehntel der Länge des langen Hebelarmes des Griffes ist. Das Drehmoment, mit dem das Schraubwerkzeug an der Schraubenachse angreift, entspricht der beispielsweise dem Produkt der am freien Ende des Griffarms in einer Tangentialrichtung aufgebrachten Kraft und der Summe aus Abstand des freien Endes des Griffes zur Schwenkachse und Abstand der Schwenkachse zur Schraubachse. Bei der Drehmomentausübung werden die beiden Backen mit einer Kraft auseinandergespreizt, die den Quotienten aus dem Drehmoment und der Sechskantprofil-Flankenlänge des Sechskantprofiles entspricht, die bei einem Sechskant mit der kleinsten Schlüsselweite in einer Wurzel-Drei-Beziehung zur Schlüsselweite steht. Diese Kraft ist die Minimalkraft, die vom Abtriebshebelarm auf die bewegliche Backe übertragen werden muss, wobei die an der beweglichen Backe angreifende Kraft aus Produkt des Quotienten von Länge des langen Hebelarmes zu Länge des kurzen Hebelarmes und am freien Ende des Hebels angreifenden Kraft ist. Die aus diesem Momentengleichgewicht resultierende Bedingung für die maximale Länge des kleinen Hebelarmes ist bei einem genügend kleinen Abstand der Schraubachse von der Schwenkachse der oben beschriebene Wert. Eine weitere erfindungsgemäße Bedingung zur Optimierung der Hebelverhältnisse kann das Verhältnis der beiden Abstände von Schraubmittelpunkt zur Kraftübertragungsstelle zwischen Abtriebsflanke und Angriffsflanke und Abstand dieser Kraftübertragungsstelle zur Schwenkachse sein. Der Quotient dieser beiden Abstände sollte größer Zwei sein.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, der insbesondere in Kombination mit dem zweiten Aspekt der Erfindung von besonderem Vorteil ist, aber auch zusammen mit dem ersten Aspekt der Erfindung verwirklicht werden kann, ist vorgesehen, dass sich die wirksame Länge des Abtriebshebelarmes bei der Verlagerung der beweglichen Backe gegenüber der festen Backe nur unwesentlich ändert. Hierzu wird vorgeschlagen, dass die Angriffsflanke von einem Rundungsabschnitt einer Flanke der beweglichen Backe ausgebildet ist. Der Rundungsabschnitt besitzt einen Rundungsradius, der ausreichend klein bemessen ist, dass sich die wirksame Länge des Abtriebshebelarmes bei einer Bewegung der beweglichen Backe gegenüber der festen Backe zwischen zwei anschlagbegrenzten Endstellungen nur unwesentlich, bevorzugt maximal um 10 Prozent ändert. Die Rundung kann sich einer hinterschnittenen Flanke einer Ausnehmung anschließen. Die Ausnehmung bildet gewissermaßen eine Zahnlücke aus, in die der als Einzelzahn ausgebildete Abtriebshebelarm eingreifen kann. Die auf einer sich in der Schwenkebene erstreckenden Kreisbogenlinie oder kreisbogenähnlichen Linie verlaufende Angriffsflanke bildet eine konvexe Krümmung aus. Dieser konvexe Krümmungsabschnitt gleitet erfindungsgemäß an einer konkav gekrümmten Abtriebsflanke des Abtriebshebelarmes ab, wobei der Krümmungsradius der konkav gekrümmten Abtriebsflanke wesentlich größer ist, als der Rundungsradius der Angriffsflanke. Während der Krümmungsradius der Angriffsflanke zwischen 0,5 und 2 mm betragen kann, beträgt der Rundungsradius der Abtriebsflanke bevorzugt mindestens 6 mm und liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 mm und 20 mm, wobei sich die Angriffsflanke auch aus mehreren, unterschiedlich gekrümmten Abschnitten zusammensetzen kann.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Schnittdarstellung eines Kopfes 12 eines Schraubwerkzeuges, wobei die Papierebene die Drehebene ist, in der ein nur teilweise dargestellter Griff 11 um eine Schwenkachse 17 zur Verlagerung einer beweglichen Backe 14 gegenüber einer festen Backe 13 des Kopfes 12 geschwenkt werden kann, wobei zwei Drehmoment-Übertragungsflanken 15,16 ihren Minimalabstand S1 einnehmen,
- 2 eine Folgedarstellung zu 1 nach einer Vergrößerung des Schwenkwinkels α und einer Vergrößerung des Abstandes der Drehmoment-Übertragungsflanken 15,16 auf den Abstand S2,
- 3 eine weitere Folgedarstellung bei einem weiter vergrößerten Schwenkwinkel α und einem weiter vergrößerten Abstand S3 der beiden Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16,
- 4 eine weitere Folgedarstellung, bei der sich der Kopf 12 bis in eine Anschlagstellung um einen maximalen Schwenkwinkel α verschwenkt hat, wobei der Abstand S4 zwischen den Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 den Maximalwert erreicht hat,
- 5 eine weitere Folgedarstellung, wobei sich der Schwenkwinkel α geringfügig verkleinert hat,
- 6 eine weitere Folgedarstellung, wobei sich der Schwenkwinkel α wiederum etwas verkleinert hat,
- 7 eine weitere Folgedarstellung, bei der sich der Schwenkwinkel α derart verkleinert hat, dass der Abstand S7 der beiden Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 der Schlüsselweite eines Mehrkantprofils 28 entspricht, dessen Sechskantflanken 29 an den Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 anliegen,
- 8 vergrößert, den Ausschnitt VIII in 7,
- 9 vergrößert, den Ausschnitt IX in 1,
- 10 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schraubwerkzeuges mit an jedem seiner beiden Enden angeordneten Backenanordnung und
- 11 eine Explosionsdarstellung des Schraubwerkzeuges.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Das in den 1 bis 9 im Querschnitt dargestellte Schraubwerkzeug besitzt einen langgestreckten Griff 11. Der Griff 11 ist ein zweiarmiger Hebel mit einem langen Hebel, der ungefähr einer Handbreite entspricht, also 10 bis 15 cm lang ist und sich von einem freien Ende des Griffs 11 bis zu einer Schwenkachse 17 erstreckt. Ein kurzer Hebel des Griffs 11 bildet einen Abtriebshebelarm 21 aus, der mit einer konkav gekrümmten Abtriebsflanke 20 an einer Angriffsflanke 18 einer beweglichen Backe 14 des Kopfes 12 angreift, um die bewegliche Backe 14 gegenüber einer festen Backe 13 des Kopfes 12 linear entlang einer Linie b zu verschieben.
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Der Kopf 12 ist mittels eines die Schwenkachse 17 definierenden Gelenkzapfens am Griff 11 angelenkt. Der Griff 11, die bewegliche Backe 14 und die vom Kopf 12 ausgebildete feste Backe 13 bestehen bevorzugt aus Stahl. Die feste Backe 13 bildet eine Drehmoment-Übertragungsflanke 15 aus, der eine Drehmoment-Übertragungsflanke 16 gegenüberliegt, die von der beweglichen Backe 14 ausgebildet ist. Im Zuge einer Schwenkbewegung des Kopfes 12 um die Schwenkachse 17 verändern sich die Abstände S1 bis S7 der Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 voneinander. Die bewegliche Backe 14 ist im Wege einer Linearführung gegenüber der festen Backe 13 linear geführt.
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Die Drehmoment-Übertragungsflanken 15,16 verlaufen ausgehend von einem Grund eines von den Drehmoment-Übertragungsflanken 15,16 flankierten Maules zunächst geradlinig entlang quer zur Verschiebungslinie b verlaufenden Flankenlinien, wobei die Flankenlinien geringfügig in Maulöffnungsrichtung konvergieren. An die geradlinigen Abschnitte der Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 schließen sich in Opposition zueinander stehende Eckaussparungen 26, 27 an. Beide Eckaussparungen 26, 27 besitzen jeweils zwei Flanken 26', 26"; 27', 27". Die geradlinig verlaufenden Abschnitte der Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 dienen der Anlage an parallel zueinander verlaufenden Sechskantprofilflanken 29 eines Sechskantprofils 28. Die Eckaussparungen 26, 27 können die Sechskantecken des Sechskantprofils 28 aufnehmen, so dass die Flanken 26', 26"; 27', 27" im Eckbereich an den Sechskantflanken 29 anliegen, jeweils um ein Drehmoment, um eine Schraubachse A auf das Sechskantprofil 28 zu übertragen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung enden die Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 maulöffnungsseitig in gerundeten Backenendabschnitten 22, 24. Diese Rundabschnitte 22, 24 bilden Übergangsbereiche aus, in denen die Maulinnenseite, also die Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 in Außenschmalseiten 23, 25 der beiden Backen 13,14 übergehen. Die Übergangsbereiche 22, 24 verlaufen entlang von Krümmungslinien, die sich in der Schwenkebene um die Schwenkachse 17, also in den 1 bis 9 in der Papierebene erstrecken. Die Flächen der Übergangsbereiche 22, 24 sind bevorzugt Zylindermantelflächen, wobei sich die Krümmungslinien auf einer Kreisbogenlinie oder einer kreisbogenähnlichen Linie erstrecken können. Die Durchmesser beziehungsweise Radien der beiden den Übergangsbereich 22, 24 charakterisierenden Krümmungslinien sind bevorzugt untereinander gleich und betragen bevorzugt zumindest 10 Prozent, 15 Prozent oder zumindest 20 Prozent des minimalen Abstandes S1 der beiden Drehmoment-Übertragungsflanken 15,16, die durch einen Anschlag 30 an einem Gegenanschlag 31 begrenzt ist. Die effektiven Krümmungsradien der Übergangsbereiche 22, 24 können 1,6 beziehungsweise 1,7 mm betragen. Der Anschlag 30 wird hier von einem Abschnitt der festen Backe 13 und der Anschlag 31 von einem Abschnitt des Griffs 11 ausgebildet. Es ist eine Druckfeder 34 vorgesehen, die sich einerseits an der beweglichen Backe 14 und andererseits an einem Stopfen 35 abstützt, der in eine Öffnung der festen Backe 13 steckt.
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Einen zweiten Aspekt der Erfindung betrifft die wirksame Länge a des Abtriebshebelarmes 21. Die 8 zeigt vergrößert den Abtriebshebelarm 21 des Griffs 11, der in eine Ausnehmung 10 der beweglichen Backe 14 eingreift. Die Ausnehmung 19 bildet zwei sich gegenüberliegende Wände 19', 19" aus, wobei die Wand 19' eine hinterschnittene Wand ist und mit einem Eckbereich eine Rundung ausbildet. Dieser gerundete Eckbereich bildet eine Angriffsflanke 18 aus, an der eine ebenfalls gerundete Abtriebsflanke 20 des Abtriebshebelarmes 21 angreift. Während die Angriffsflanke konvex gerundet ist, ist die Abtriebsflanke 20 konkav gerundet. Der Rundungsradius der Angriffsflanke 18 ist wesentlich kleiner als die wirksame Länge a des Antriebshebelarmes 21.
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Die wirksame Länge a des Abtriebshebelarmes 21 ist der rechtwinklige Abstand der Schwenkachse 17 von einer Linie b, die sich in der Verlagerungsrichtung der beweglichen Backe 14 erstreckt und die durch die Angriffsflanke 18 gezogen ist beziehungsweise durch Kraftübertragungsstellen 1 bis 7, die auf der Angriffsflanke 18 angeordnet sind. Die Kraftübertragungsstellen 1 bis 7 sind die Positionen auf der Angriffsflanke 18, an denen in den in den 1 bis 7 dargestellten Drehstellungen jeweils Kraftübertragungsstellen 1' bis 7', die auf der Abtriebsflanke 20 liegen an der Angriffsflanke 18 angreifen. Es ist ersichtlich, dass die ersten Kraftübertragungsstellen 1 bis 7 deutlich enger zueinander benachbart sind, als die zweiten Kraftübertragungsstellen 1' bis 7', die sich auf der Abtriebsflanke 20 erstrecken. Sämtliche erste Kraftübertragungsstellen 1 bis 7 auf der Angriffsflanke 18 liegen auf dem gerundeten Eckabschnitt der Wand 19' der Ausnehmung 19 und sind in Richtung der wirksamen Länge a nur maximal 10 Prozent der Länge a voneinander beabstandet, so dass sich die Hebelverhältnisse, mit der der Griff 11 an der beweglichen Backe 14 angreift, in allen Betriebsstellungen der beiden Backen 13, 14 im Wesentlichen gleich sind. Wesentlich ist insbesondere, dass die wirksame Länge a im Bereich der Kraftübertragungsstellen 1, 1', die aneinander anliegen, wenn die Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 ihren minimalen Abstand S1 besitzen, minimal ist.
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Während einer Schwenkbewegung des Kopfes 12 gegenüber dem Griff 11, wie er in den 1 bis 7 dargestellt ist, gleitet die gerundete Angriffsflanke 18 an der gerundeten Abtriebsflanke 20 derart entlang, dass die Kraftübertragungsstellen 1, 1'bis 7, 7' entlang der Angriffsflanke 18 beziehungsweise Abtriebsflanke 20 wandern. In der in 1 dargestellten Stellung, in der die Drehmoment-Übertragungsflanken 15,16 den minimalen Abstand S1 besitzen, hat die Kraftübertragungsstelle 1, 1', also die wirksame Länge a des Antriebshebelarmes 21, eine Länge, die kürzer ist, als die Hälfte der Strecke S1, also des Abstandes der Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16.
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Mit dem im Ausführungsbeispiel dargestellten Schraubwerkzeug können Drehmomente auf Sechskantprofile 28 aufgebracht werden, deren Schlüsselweite im Bereich zwischen dem minimalen Abstand S1 und dem maximalen Abstand S4 liegen, übertragen werden.
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Die Funktion der gerundeten Übergangsbereiche 22, 24 wird nachfolgend anhand der 1 bis 7 erläutert:
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In einer in der 1 dargestellten Ausgangsstellung besitzen die beiden Drehmoment-Übertragungsflanken 15,16 ihren minimalen Abstand S1 zueinander. Der Schwenkwinkel α des Kopfes 12 gegenüber dem Griff 11 ist minimal. Der Kopf 12 wird mittels der Feder 34 in einer ersten Anschlagstellung gehalten, in der der Anschlag 30 am Gegenanschlag 31 anliegt. Werden die beiden gerundeten freien Enden 13', 14' der Backen 13, 14 gegen ein Sechskantprofil 28 gebracht, so treten die gerundeten Übergangsbereiche 22, 24 in eine berührende Anlage an die Sechskantflanken 29. Der Griff 11 hat in den Darstellungen eine Horizontallage.
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Die 2 zeigt eine Folgedarstellung, die durch eine Verschiebung des Griffs 11 in der Schwenkebene, bei der sich die Winkelstellung des Griffs 11 gegenüber dem Sechskantprofil 28 nicht ändert, der Kopf 12 gegenüber dem Griff 11 und gegenüber dem Sechskantprofil 28 verschwenkt wird. Dabei vergrößert sich der Abstand zwischen den Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 auf den Wert S2. Die gerundeten Übergangsbereiche 22, 24 rollen sich gleitend auf den Sechskantprofilflanken 29 ab. Die Kraftübertragungsstellen 2, 2' liegen hier aneinander.
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Eine weitere lineare Verlagerung des Griffs 11 ohne Änderung der Schwenkstellung gegenüber dem Sechskantprofil 28 zeigt die 3. Der Kopf 12 hat sich weiter gegenüber dem Griff 11 und dem Sechskantprofil 28 gedreht. Es liegen die Kraftübertragungsstellen 3, 3' aneinander. Der Abstand S3 der beiden Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 ist jetzt ausreichend groß, um ein Hereintreten des Sechskantprofil 28 in das sich zwischen den Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 erstreckende Maul zu ermöglichen. Auch hier gleiten die gerundeten Übergangsbereiche 22, 24 über die Sechskantflanken 29 beziehungsweise die Sechskanteckabschnitte des Sechskantprofils 28.
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In der in der 4 dargestellten Schwenkstellung, in der die Kraftübertragungsstellen 4, 4' aneinanderliegen, wird eine zweite Schwenkendstellung erreicht, in der der Anschlag 32 am Gegenanschlag 33 anliegt. Der Schwenkwinkel α und der Abstand S4 sind hier maximal.
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Wird ausgehend von der in 4 dargestellten Stellung der Kopf 12 weiter über die in der 5 dargestellten Zwischenstellung weiter auf das Sechskantprofil 28 aufgeschoben und einhergehend damit bis zum Erreichen der in der 6 dargestellten Funktionsstellung der Griff 11 in Richtung des in 6 dargestellten Pfeiles gedreht, vermindert sich der Abstand S6 der Drehmoment-Übertragungsflanken 15,16. Eine weitere Drehung des Griffs 11 in Schraubrichtung (Pfeil in 6 und 7) führt zu einer weiteren Verminderung des Abstandes der beiden Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16, bis diese den in der 7 dargestellten Abstand S7 einnehmen, der der Schlüsselweite des Sechskantprofils 28 entspricht, in der die Sechskantflanken 29 an den geradlinigen Abschnitten der Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 anliegen. In dieser Position liegen die Kraftübertragungsstellen 7, 7' aneinander.
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Wird ausgehend aus der in 7 dargestellten Stellung in Richtung des dortigen Pfeils ein Drehmoment auf den Griff 11 ausgeübt, so wird dieses Drehmoment auf das Sechskantprofil 28 übertragen. Aufgrund der geringen wirksamen Länge a sind die Kräfte, mit denen die Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 an den Sechskantflanken 29 angreifen, größer, als die durch das aufgebrachte Drehmoment erzeugten Gegenkräfte.
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Bezeichnet man den Abstand der Schraubachse A von der Schwenkachse 17 mit e, die wirksame Länge des Abtriebshebelarmes 21 mit a und die Länge des langen Hebelarmes, also den Abstand des freien Endes des Griffes 11 von der Schwenkachse 17 mit c, so bewirkt eine in Tangentialrichtung am freien Ende des Griffes 11 angreifende Kraft F die Ausübung eines Drehmomentes (e + c) F auf das Sechskantprofil. Das Drehmoment wird dabei über die Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 auf die beiden Sechskantflanken 29 übertragen, deren Länge f = (Schlüsselweite)/SQRT (3) ist. Die Kräfte, mit denen die Backen 13, 14 an den Sechskantflanken 29 angreifen, müssen somit mindestens dem Wert (auf das Sechskantprofil 28 aufgebrachte Drehmoment)/ (Länge der Sechskantflanke 29) betragen. Diese Kraft ist dieselbe Kraft, die vom kurzen Hebelarm auf die bewegliche Backe 14 übertragene Kraft ist, also (die am freien Ende des Griffs 11 angreifende Kraft F) * c/a. Hieraus resultiert die folgende Minimalbedingung für die wirksame Länge des Abtriebshebelarms 21: a < f / (1 + e/c). Bei einem genügend kleinen Verhältnis von e/c ergibt sich die oben angegebene Bemaßungsregel.
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Bezeichnet man den Abstand der Kraftübertragungsstelle 1 bis 7 zur Schraubachse A mit g und den Abstand der Kraftübertragungsstelle 1 bis 7 zur Schwenkachse 17 mit a, so kann eine weitere Bestimmungsangabe zur Optimierung der Hebelverhältnisse lauten: a < g/2.
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Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Übergangsbereiche 22, 24 sich entlang einer in der Schwenkebene verlaufenden Krümmungslinie erstrecken.
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Krümmungslinie eine Kreisbogenlinie oder eine kreisbogenähnliche Linie ist.
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Krümmungsradius der Krümmungslinie größer ist, als 15 Prozent eines minimalen Abstandes S1 der beiden Drehmoment-Übertragungsflanken 15,16, insbesondere mindestens 1.6 mm entspricht.
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die Krümmungslinie über eine Bogenlänge von mindestens 45 Grad, 90 Grad oder 120 Grad erstreckt.
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Krümmungslinie im Wesentlichen knickstellenfrei einer sich quer zur Verschieberichtung der beweglichen Backe 14 verlaufenden Flankenlinie entspringt, entlang welcher Flankenlinie sich zumindest ein Abschnitt einer Drehmoment-Übertragungsflanke 15, 16 erstreckt.
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die Kreisbogenlinie an eine Flanke 26', 27' einer Eckaussparung 26, 27 der Drehmoment-Übertragungsflanke 15,16 anschließt.
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die entlang der Krümmungslinie erstreckende Schmalseite der Backe 13, 14 eine einfach gekrümmte Fläche ist.
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die durch den Abstand a der Schwenkachse 17 von einer sich in der Verlagerungsrichtung der beweglichen Backe 14 erstreckenden, durch die Kraftübertragungsstellen 1 bis 7 einer Abtriebsflanke 20 des Abtriebshebelarmes 21 an einer Angriffsflanke 18 der beweglichen Backe 14 gezogenen Linie b gegebene wirksame Länge a des Abtriebshebelarmes 21 kürzer ist, als die Hälfte des minimalen Abstandes S1 der Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16.
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die wirksame Länge a des Hebelarmes 21 kürzer ist, als ein Drittel oder ein Viertel des minimalen Abstandes S1 der Drehmoment-Übertragungsflanken 15,16.
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Ein Schraubwerkzeug, das gekennzeichnet ist durch eine Feder 34, die die Backen 13, 14 in eine erste Anschlagstellung beaufschlagt, in der der Abstand S1 der Drehmoment-Übertragungsflanken 15, 16 minimal ist.
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Angriffsflanke 18 von einem Rundungsabschnitt einer Flanke 19' ausgebildet ist, dessen Rundungsradius derart klein bemessen ist, dass sich die durch den Abstand a der Schwenkachse 17 von einer sich in der Verlagerungsrichtung der beweglichen Backe 14 erstreckenden, durch die Kraftübertragungsstelle 1 bis 7 der Abtriebsflanke 20 des Abtriebshebelarmes 21 an der Angriffsflanke 18 der beweglichen Backe 14 gezogenen Linie b gegebene wirksame Länge des Abtriebshebelarmes 21 bei einer Bewegung der beweglichen Backe 14 gegenüber der festen Backe 13 zwischen zwei Anschlagendstellungen um maximal 10 Prozent ändert.
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die gerundete Angriffsflanke 18, an der die Abtriebsflanke 20 angreift, ein Eckpunkt einer hinterschnittenen Flanke 19' einer Ausnehmung 19 der beweglichen Backe 14 ist.
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Ein Schraubwerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die an der Angriffsflanke 18 bei einer Schwenkbewegung des Griffs 11 gegenüber dem Kopf 12 entlanggleitende Abtriebsflanke 20 des Abtriebshebelarmes 21 konkav gekrümmt ist.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftübertragungsstelle
- 1'
- Kraftübertragungsstelle
- 2
- Kraftübertragungsstelle
- 2'
- Kraftübertragungsstelle
- 3
- Kraftübertragungsstelle
- 3'
- Kraftübertragungsstelle
- 4
- Kraftübertragungsstelle
- 4'
- Kraftübertragungsstelle
- 5
- Kraftübertragungsstelle
- 5'
- Kraftübertragungsstelle
- 6
- Kraftübertragungsstelle
- 6'
- Kraftübertragungsstelle
- 7
- Kraftübertragungsstelle
- 7'
- Kraftübertragungsstelle
- 11
- Griff
- 12
- Kopf
- 13
- feste Backe
- 13'
- freies Ende
- 14
- bewegliche Backe
- 14'
- freies Ende
- 15
- Drehmoment-Übertragungsflanke
- 16
- Drehmoment-Übertragungsflanke
- 17
- Schwenkachse
- 18
- Angriffsflanke
- 19
- Ausnehmung
- 19'
- Wand
- 19"
- Wand
- 20
- Abtriebsflanke
- 21
- Abtriebshebelarm
- 22
- Übergangsbereich/ Backenendabschnitt
- 23
- Außenschmalseite
- 24
- Übergangsbereich/ Backenendabschnitt
- 25
- Außenschmalseite
- 26
- Eckaussparung
- 26'
- Flanke
- 26"
- Flanke
- 27
- Eckaussparung
- 27'
- Flanke
- 27"
- Flanke
- 28
- Sechskantprofil
- 29
- Sechskantprofilflanke
- 30
- erster Anschlag
- 31
- Gegenanschlag
- 32
- zweiter Anschlag
- 33
- Gegenanschlag
- 34
- Feder
- 35
- Stopfen
- a
- Abtriebsarmlänge
- b
- Linie (Backe)
- c
- Abstand
- e
- Abstand
- f
- Länge (Schlüsselweite)
- g
- Abstand
- A
- Schraubachse
- F
- Kraft
- S1
- Abstand
- S2
- Abstand
- S3
- Abstand
- S4
- Abstand
- S5
- Abstand
- S6
- Abstand
- S7
- Abstand
- α
- Schwenkwinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017108014 A1 [0002, 0005]
- DE 931580 C1 [0002]
- DE 934099 C [0002]
- DE 935418 C [0002]
- DE 9404031 U1 [0002]
- DE 20007561 U1 [0002]
- US 8806988 B2 [0002]