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Die Erfindung betrifft einen Schoneinsatz für ein Ringschlüsselwerkzeug, zur Betätigung eines Werkstücks, insbesondere eines Schraubenkopfes oder einer Mutter, mit einem Außenmehrkant,
wobei der Schoneinsatz einen ringförmigen Wandbereich aufweist,
wobei der Wandbereich innenseitig ein Einsatz-Schraubangriffsprofil in Form eines Innenmehrkants zur Anlage an den Außenmehrkant des Werkstücks ausbildet,
und der Wandbereich außenseitig ein Einsatz-Halteprofil in Form eines Außenvielzahns zur Anlage an ein Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil des Ringschlüsselwerkzeugs in Form eines regelmäßigen Innenvielzahns ausbildet.
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Ein solcher Schoneinsatz ist aus der
WO 2008/080841 A2 bekannt geworden.
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Wenn mit einem Ringschlüsselwerkzeug ein Werkstück, insbesondere ein Schraubenkopf oder eine Mutter, betätigt wird, kann es bei der gegenseitigen Berührung des in aller Regel aus Werkzeugstahl gefertigten Ringschlüsselwerkzeugs und dem in aller Regel aus Metall gefertigten Werkstück zu Materialabschabungen und insbesondere Kratzern am Werkstück kommen.
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In Umgebungen mit erhöhten Hygieneanforderungen, etwa in der Lebensmittelindustrie, sind Materialabschabungen grundsätzlich unerwünscht, da sie zu einer unmittelbaren Verunreinigung von in der Nähe gehandhabten Materialien, etwa Lebensmitteln, führen können. Zudem ist es nicht zulässig, verkratzte Werkstücke wie Schraubenköpfe und Muttern in Umgebungen mit erhöhten Hygieneanforderungen einzusetzen, da diese schwer zu reinigen sind. In den durch die Kratzer ausgebildeten Vertiefungen können sich Verschmutzungen leicht halten und damit zu Keimstätten für Bakterien werden.
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Bei Schraubenköpfen und Muttern aus Edelstahl, die aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit in Umgebungen mit erhöhten Hygieneanforderungen oft eingesetzt werden, kann der Kontakt mit Werkzeugstahl zudem zur Bildung von Roststellen führen (so genannter „Flugrost” durch Abrieb vom Werkzeug).
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Aus der
DE 20 2014 100 885 U1 ist ein Schoneinsatz für ein Steckschlüsselwerkzeug bekannt geworden, der aus einem weicheren Material als das Steckschlüsselwerkzeug besteht, insbesondere wobei der Schoneinsatz aus Kunststoff gefertigt ist. Der Schoneinsatz kann insbesondere in Umgebungen mit erhöhten hygienischen Anforderungen eingesetzt werden. Der Schoneinsatz wird mit einem O-Ring im Presssitz im Steckschlüsselwerkzeug gehalten.
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Aus der
DE 20 2013 102 488 U1 ist ebenfalls ein Schoneinsatz für ein Steckschlüsselwerkzeug bekannt geworden, wobei im Schoneinsatz zwei federnde Druckstücke angeordnet sind, die in Vertiefungen am Steckschlüsselwerkzeug eingreifen. Der Schoneinsatz ist bevorzugt im Wesentlichen aus Kunststoff ausgebildet.
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Die
WO 2008/080841 A2 , die als nächstkommender Stand der Technik angesehen wird, offenbart ein Ringschlüsselwerkzeug, bei dem ein Schraubangriffsprofil in Form eines Innen-Sechskants an einem Einsatzstück ausgebildet ist. Das Einsatzstück weist außen eine Verzahnung in Form eines Außen-Zwölfzahns auf, mit der das Einsatzstück formschlüssig innerhalb einer von einem Schlüsselkörper ausgebildeten Einfassung liegt. Das Einsatzstück aus Edelstahl ist fest mit dem Schlüsselkörper aus nicht rostfreiem Stahl verbunden, beispielsweise durch Klebung, Lötung, Schweißung oder Einschrumpfen.
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Das Einsatzstück macht einen unmittelbaren Kontakt zwischen dem Schlüsselkörper aus nicht rostfreiem Stahl und einem Werkstück bei Betätigung des Werkstücks überflüssig, und kann somit Flugrost verhindern helfen. Jedoch ist ein versehentlicher Kontakt zwischen Schlüsselkörper und Werkstück, etwa beim Ansetzen des Ringschlüsselwerkzeugs, leicht möglich. Aufgrund des Edelstahlmaterials des Einsatzstücks ist weiterhin ein Verkratzen des Werkstücks sehr wahrscheinlich. Das Einsatzstück ist zudem fest am Schlüsselkörper installiert und kann praktisch nicht ausgetauscht werden, etwa wenn das Einsatzstück verschlissen wäre.
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Die
US 2011/0290084 A1 beschreibt eine Ringschlüsselwerkzeug-Anordnung, bei der in einem Ringschlüsselwerkzeug mit Abtriebsflächen in Form eines Innensechskants eine Einsatzbuchse mit einem außenseitlichen Halteprofil im Wesentlichen in Form eines Außensechskants und einem Schraubangriffsprofil in Form einen Innensechskants ausgebildet ist. An der Einsatzbuchse sind am Außenumfang verteilt Einkerbungen für einen Eingriff eines Federrings vorgesehen, der in einer innenseitigen Ringnut am Ringschlüsselwerkzeug einliegt.
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Diese Bauform setzt ein für die Befestigung der Einsatzbuchse ein besonders ausgebildetes Ringschlüsselwerkzeug voraus. Zudem ist auch hier ein versehentlicher Kontakt zwischen dem Ringschlüsselwerkzeug und dem zu betätigenden Werkstück, etwa beim Ansetzen des Ringschlüsselwerkzeugs, leicht möglich.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schoneinsatz für ein Ringschlüsselwerkzeug vorzustellen, der an einem herkömmlichen Ringschlüsselwerkzeug einfach zu installieren und auszutauschen ist, und der ein zu betätigendes Werkstück zuverlässig schont, insbesondere auch beim Ansetzen des Ringschlüsselwerkzeugs an das Werkstück.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schoneinsatz der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist,
dass der Wandbereich außenseitig wenigstens zwei Übermaßstellen ausbildet, mit denen das Einsatz-Halteprofil gegenüber einem regelmäßig ausgebildeten Außenvielzahn radial übersteht,
und dass der Schoneinsatz einen sich an einem vorderen axialen Ende an den Wandbereich anschließenden Anschlagbereich aufweist, wobei der Anschlagbereich radial nach außen gegenüber dem Wandbereich übersteht.
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Der erfindungsgemäße Schoneinsatz wird in einem Ringschlüsselwerkzeug, das einen Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil in Form eines regelmäßigen Innenvielzahns (etwa eines Zwölfzahns) ausbildet, eingesetzt. An den Übermaßstellen steht das Einsatz-Halteprofil des Schoneinsatzes im entspannten Zustand auch gegenüber dem regelmäßigen Innenvielzahn des zugehörigen Ringschlüsselwerkzeugs radial nach außen über; im Übrigen steht das Einsatz-Halteprofil gegenüber dem Innenvielzahn geringfügig (meist um 0,02–0,10 mm) radial nach innen zurück oder entspricht dem Innenvielzahn des Ringschlüsselwerkzeugs.
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Der Schoneinsatz wird dann beim Einsetzen oder Einschieben in das Ringschlüsselwerkzeug elastisch verformt (insbesondere an den Übermaßstellen geringfügig elastisch gestaucht), so dass der Schoneinsatz im Ringschlüsselwerkzeug verklemmt und damit reversibel im Presssitz befestigt ist. Durch geeigneten Kraftaufwand kann der Schoneinsatz aus dem Ringschlüsselwerkzeug wieder herausgedrückt werden, insbesondere um einen verschlissenen Schoneinsatz auszutauschen. Der Schoneinsatz kann in herkömmlichen Ringschlüsselwerkzeugen eingesetzt werden, da die Verklemmung im Wesentlichen über die Übermaßstellen des Schoneinsatzes eingerichtet ist, die mit den normalen Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil des Ringschlüsselwerkzeugs wechselwirken.
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Mittels des Einsatz-Schraubangriffsprofils kann der Außenmehrkant eines Werkstücks betätigt werden, ohne dass das Material des Werkstücks mit dem Material des Ringschlüsselwerkzeugs, auf dem der Schoneinsatz aufgesteckt ist, in Berührung zu kommen braucht. Durch geeignete Auswahl des Materials des Schoneinsatzes kann ein Verkratzen des Werkstücks, an dem der zu betätigende Außenmehrkant ausgebildet ist, auf ein Minimum reduziert werden, und ebenso kann die Bildung von Flugrost am Werkstück verhindert werden.
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Weiterhin wird mit dem Anschlagbereich des Schoneinsatzes, der am vorderen (dem Werkstück beim Aufsetzen des Ringschlüsselwerkzeugs zugewandten) axialen Ende ausgebildet ist, das Ringschlüsselwerkzeug abgedeckt. Der Anschlagbereich (oder Anlageflansch) schließt sich vorderenends an den Wandbereich an und kragt radial nach außen aus. Dadurch wird ein unmittelbarer Kontakt des Ringschlüsselwerkzeugs mit dem Werkstück beim Aufsetzen des Ringschlüsselwerkzeugs auf das Werkstück (mit dem Anschlagbereich dem Werkstück zugewandt) verhindert, auch wenn der Monteur mit dem Ringschlüsselwerkzeug zunächst mit etwas seitlichen Versatz ansetzt. Der Anschlagbereich verhindert zudem auf zuverlässige und einfache Weise ein Herausdrücken des Schonaufsatzes aus dem Ringschlüsselwerkzeug beim Aufsetzen des Ringschlüssels auf das Werkzeug, wodurch ebenfalls ein unbeabsichtigter unmittelbarer Kontakt von Ringschlüsselwerkzeug und Werkstück verhindert wird.
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Der Schoneinsatz ist typischerweise aus einem weicheren Material gefertigt als das (metallische, meist aus Werkzeugstahl bestehende) Ringschlüsselwerkzeug und das (metallische, meist aus Edelstahl gefertigte) zu betätigende Werkstück; insbesondere kann der Schoneinsatz aus einem weichen Metall wie Aluminium oder einem hochfesten Kunststoff, insbesondere kohlefaserverstärkten oder glasfaserverstärkten Kunststoff, gefertigt werden. Materialhärten können insbesondere nach Vickers verglichen werden. Je höher die Festigkeit des Kunststoffs, desto länger kann der Schoneinsatz verwendet werden.
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Die Übermaßstellen erstrecken sich typischerweise in axialer Richtung jeweils über die gesamte Tiefe des Einsatz-Halteprofils. Weiterhin erstreckt sich jede Übermaßstelle typischerweise lediglich über einen kleinen Teil des Umfangs des Einsatz-Halteprofils, meist lediglich über 10% oder weniger des Umfangs, bevorzugt lediglich über 5% oder weniger des Umfangs, besonders bevorzugt lediglich über 3,5% oder weniger des Umfangs (bzw. entsprechende Winkelbereiche des Einsatz-Halteprofils). Typischerweise verfügt der Schoneinsatz über lediglich vier oder weniger, und bevorzugt genau zwei Übermaßstellen. Entsprechend können die für einen Wechsel des Schoneinsatzes nötigen Kräfte in einem handverträglichen Bereich gestaltet werden, d. h. der Schoneinsatz kann mit bloßer Hand, ohne Montagewerkzeuge, in die Öffnung eines Ringschlüsselwerkzeugs eingesetzt und aus diesem entfernt werden.
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Der Überstand der Übermaßstellen in radialer Richtung gegenüber dem regelmäßig ausgebildeten Außenvielzahn des Einsatz-Halteprofils beträgt typischerweise 0,1 mm oder mehr, bevorzugt 0,2 mm oder mehr. Besagter Überstand ist betragsmäßig größer als der Spalt (einschließlich Fertigungstoleranz) zwischen dem (regelmäßigen) Außenvielzahn des Einsatz-Halteprofils und dem (regelmäßigen) Innenvielzahn des zugehörigen Ringschlüssel-Schraubangriffsprofils.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schoneinsatzes ist vorgesehen, dass die Übermaßstellen lediglich in zwei einander gegenüberliegenden Sektoren des Außenvielzahns liegen, wobei die beiden Sektoren jeweils ein Winkelintervall WI von maximal 90°, bevorzugt maximal 60°, besonders bevorzugt maximal 30°, ganz besonders bevorzugt maximal 15°, überstreichen. Dadurch wird eine „ovale” Verformung des Schoneinsatzes beim Einführen in das Ringschlüsselwerkzeug begünstigt, und zudem die Flächenpressung des eingesetzten Schoneinsatzes über eine vergleichsweise kleine Fläche verteilt, was den Schoneinsatzwechsel erleichtert. In dieser Ausführungsform konzentrieren sich die Übermaßstellen auf zwei einander gegenüberliegende Sektoren; zwei einander gegenüberliegende Freisektoren, die jeweils ein Winkelintervall von wenigstens 90°, bevorzugt wenigstens 120°, besonders bevorzugt wenigstens 150°, ganz bevorzugt wenigstens 165° überstreichen, sind hingegen frei von Übermaßstellen. Außerhalb der beiden Sektoren bzw. weit von den Übermaßstellen entfernt vergrößert sich der Radius des Schoneinsatzes durch elastische Verformung oder bleibt näherungsweise gleich, während innerhalb der beiden Sektoren bzw. nahe der Übermaßstellen der Radius des Schoneinsatzes durch elastische Verformung verkleinert wird, wenn der Schoneinsatz in das Ringschlüsselwerkzeug eingesetzt wird. Jeder Sektor umfasst typischerweise ein bis drei Übermaßstellen. Alternativ zu dieser Ausführungsform ist es möglich, dass die Übermaßstellen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt am Einsatz-Halteprofil angeordnet sind; dadurch wird eine „atmende” Verformung des Schoneinsatzes begünstigt, was die Verformung insgesamt erschwert und dadurch den Halt des Schoneinsatzes im Ringschlüsselwerkzeug verbessert.
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Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der am Einsatz-Halteprofil eine gerade Zahl von Übermaßstellen vorgesehen ist, wobei sich die Übermaßstellen jeweils paarweise gegenüberliegen, insbesondere wobei genau zwei Übermaßstellen vorgesehen sind, die einander gegenüberliegen. Durch diese Ausführungsform ist eine gleichmäßige (symmetrische) Verformung des Schoneinsatzes sichergestellt, was im Allgemeinen Kraftspitzen vermeidet und so die Materialbeanspruchung gering hält. Besonders bevorzugt verfügt das Einsatz-Halteprofil insgesamt über genau zwei Übermaßstellen, was besonders einfach zu fertigen und zu handhaben ist und eine „ovale” elastische Verformung des Schoneinsatzes über einen maximalen Umfangsanteil verteilt. Bei lediglich zwei Übermaßstellen ist zudem die Flächenpressung wiederum über eine relativ kleine Fläche verteilt, wodurch die für einen Schoneinsatzwechsel nötigen Kräfte so gering gehalten werden können, dass ein Schoneinsatzwechsel manuell ohne zusätzliche Montagewerkzeuge möglich ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Übermaßstellen an radial äußeren Spitzen des Einsatz-Halteprofils ausgebildet. Dies hat sich in der Praxis bewährt und vermeidet einen furchenbildenden radialen Krafteintrag in den Schoneinsatz an Spitzen des Innenvielzahns des Ringschlüsselwerkzeugs.
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Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schoneinsatzes, bei der die Übermaßstellen in radialer Richtung jeweils einen Überstand gegenüber einem regelmäßig ausgebildeten Außenvielzahn von zwischen 0,1 mm und 0,3 mm aufweisen. Durch einen solchen maximalen Überstand lassen sich bei typischen Ringschlüsselgrößen (etwa zwischen 15 mm und 40 mm, bezogen auf das Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil) und typische radiale Wandstärken des Wandbereichs des Schoneinsatzes (etwa maximal 3 mm) gut zu handhabende Haltekräfte am Schoneinsatz erzeugen, insbesondere wenn der Schoneinsatz aus Aluminium gefertigt ist.
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Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der der Anschlagbereich als ein umlaufender Anschlagring ausgebildet ist, insbesondere wobei der Anschlagring eine einheitliche axiale Dicke und einen einheitlichen Außenradius aufweist. Mit einem umlaufenden Anschlagring kann ein unmittelbarer Kontakt von Ringschlüsselwerkzeug und Werkstück über den gesamten Umfang, und damit bei jeder Verkippung des Ringschlüsselwerkzeugs beim Ansetzen an das Werkstück, sichergestellt werden. Ein ringscheibenartiger Aufbau des Anschlagbereichs ist einfach zu fertigen und erleichtert die Anlage an Werkstücke wie Hutmuttern.
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Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der das Einsatz-Schraubangriffsprofil in Form eines Innenmehrkants im Wesentlichen als Sechskant ausgebildet ist. Dadurch können übliche Werkstücke wie Schraubenköpfe und Muttern mit einem Sechskant-Antriebsprofil betätigt werden. Falls gewünscht, können in den Ecken des Innenmehrkants Rücksprünge vorgesehen sein, um einen verschleißarmen Antrieb nur über die Seitenflächen (so genannter „surface drive”) zu erreichen. Man beachte, dass auch andere Innenmehrkantarten, insbesondere regelmäßige Polygone mit drei, vier, acht, zwölf oder sechszehn Kanten/Seiten (anstelle von sechs Kanten/Seiten) möglich sind.
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Ebenfalls bevorzugt ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass das Einsatz-Halteprofil in Form eines Außenvielzahns im Wesentlichen als Zwölfzahn ausgebildet ist. Mit einem Zwölfzahn lässt sich ein sehr guter Halt des Schoneinsatzes im Ringschlüsselwerkzeug einrichten. Zudem sind Ringschlüsselwerkzeuge mit einen Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil in Form eines Innen-Zwölfzahns gut erhältlich. Man beachte, dass alternativ auch andere Außenvielzahnformen, insbesondere Außenvielzähne mit vier, sechs, acht, zehn oder sechzehn Zähnen und entsprechender Zähligkeitssymmetrie möglich sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Wandbereich an seinem hinteren axialen Ende, das dem Anschlagbereich abgewandt ist, offen ausgebildet. In diesem Fall kann der Wandbereich insgesamt leichter verformt werden, insbesondere zu einem „Oval”, so dass das Aufstecken und Wechseln des Schoneinsatzes erleichtert wird, und insbesondere auch manuell leicht möglich ist. Weiterhin kann der Schoneinsatz unabhängig von der axialen Länge des zu betätigenden Werkstücks eingesetzt werden. Alternativ kann der Wandbereich an seinem hinteren Ende auch geschlossen ausgebildet sein.
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Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der der Schoneinsatz innen an seinem vorderen axialen Ende eine Anfasung zum Einsatz-Schraubangriffsprofil hin aufweist, insbesondere wobei sich die Anfasung in axialer Richtung bis maximal dahin erstreckt, wo außen am Schoneinsatz das Einsatz-Halteprofil beginnt. Die Anfasung erleichtert das Übergreifen des Werkstücks und Einführen des Außenmehrkants in den Schoneinsatz. Vor allem bei Schoneinsätzen aus Kunststoff kann das begrenzte axiale Ausgreifen der Anfasung den Verschleiß reduzieren.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Schoneinsatz einstückig gefertigt ist. Dies ist bei der Herstellung besonders einfach und kostengünstig, was besonders wichtig ist, wenn der Schoneinsatz aufgrund Verschleißes häufig ausgetauscht werden muss.
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Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der der Schoneinsatz aus Aluminium gefertigt ist. Weiterhin kommen andere metallische Werkstoffe, die eine geringere Härte als Werkzeugstahl und Edelstahl aufweisen, in Betracht. Aluminium und andere weiche metallische Werkstoffe weisen einen im Vergleich zu Kunststoffen geringeren Verschleiß auf, verkratzen aber die Oberfläche des betätigten Werkstücks, wenn dieses aus Edelstahl gefertigt ist, in der Regel nicht. Alternativ zu dieser Ausführungsform kann zum Beispiel auch vorgesehen sein, dass der Schoneinsatz aus Kunststoff gefertigt ist, insbesondere aus PETP; falls gewünscht, kann der Kunststoff mit Fasern (etwa Kohlefasern oder Glasfasern) verstärkt werden.
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Ausführungsformen zu Ringschlüsselwerkzeug-Anordnungen
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In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt weiterhin eine Ringschlüsselwerkzeug-Anordnung, umfassend
- – ein Ringschlüsselwerkzeug mit einer Öffnung, die ein Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil in Form eines regelmäßigen Innenvielzahns ausbildet,
- – und einen oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Schoneinsatz, wobei der Schoneinsatz mit seinem Wandbereich in der Öffnung des Ringschlüsselwerkzeugs im Presssitz anordenbar ist, wobei das Einsatz-Halteprofil des Schoneinsatzes am Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil des Ringschlüsselwerkzeugs anliegt und der Anschlagbereich am Ringschlüsselwerkzeug anschlägt. Der Innenvielzahn des Ringschlüssel-Schraubangriffsprofils entspricht im Wesentlichen dem Außenvielzahn des Einsatz-Halteprofils des Schoneinsatzes, insbesondere bezüglich der Zähnezahl, wobei das Einsatz-Halteprofil geringfügig kleiner ist als das Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil, um das Einsetzen des Schoneinsatzes zu ermöglichen. An den Übermaßstellen des Einsatz-Halteprofils im entspannten Zustand ist der lokale Außendurchmesser jedoch größer als der Innendurchmesser des Ringschlüssel-Schraubangriffsprofils an der entsprechenden Stelle, wodurch eine Verklemmung („Presssitz”) bei geringfügiger elastischer Verformung des Schoneinsatzes erreicht wird. Mit dem Schoneinsatz kann ein Werkstück bei Betätigung zuverlässig vor Kratzern und Kontamination mit Abrieb vom Ringschlüsselwerkzeug geschützt werden, wobei der Schoneinsatz leicht manuell ausgetauscht werden kann.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ringschlüsselwerkzeug-Anordnung sieht vor, dass bei Anordnung des Schoneinsatzes im Ringschlüsselwerkzeug der Anschlagbereich zumindest teilweise radial nach außen gegenüber dem Ringschlüsselwerkzeug übersteht. Dadurch kann ein versehentlicher Kontakt zwischen Ringschlüsselwerkzeug und zu betätigendem Werkstück noch zuverlässiger vermieden werden.
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Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der bei Anordnung des Schoneinsatzes im Ringschlüsselwerkzeug der Schoneinsatz, Insbesondere mit seinem Wandbereich, an einem hinteren axialen Ende, das dem Anschlagbereich abgewandt ist, gegenüber dem Ringschlüsselwerkzeug axial übersteht. Bei dieser Ausführungsform kann auch mit dem hinteren Ende des Schoneinsatzes voraus ein Werkstück übergriffen und in den Schoneinsatz eingeführt werden, ohne dass das Werkstück mit dem Ringschlüsselwerkzeug in Kontakt kommt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Einsatz-Halteprofil des Schoneinsatzes zum vorderen axialen Ende hin durch gerade Einsatz-Vorderkanten begrenzt wird, die in einer Ebene liegen, dass das Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil an einem vorderen axialen Ende durch gerade Werkzeug-Vorderkanten begrenzt wird, die in einer Ebene liegen, und dass bei Anordnung des Schoneinsatzes im Ringschlüsselwerkzeug die Einsatz-Vorderkanten und die Werkzeug-Vorderkanten miteinander fluchten. Durch diesen Aufbau kann der Verschleiß am Schoneinsatz reduziert werden, insbesondere wenn der Schoneinsatz aus Kunststoff gefertigt ist. Die fluchtende Position kann durch den Anschlag des Anschlagbereichs am Ringschlüsselwerkzeug definiert werden.
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Ebenfalls bevorzugt ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass das Einsatz-Schraubangriffsprofil des Schoneinsatzes an einem hinteren Ende, das vom Anschlagbereich abgewandt ist, durch gerade Einsatz-Hinterkanten begrenzt wird, die in einer Ebene liegen,
dass das Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil an einem hinteren Ende durch gerade Werkzeug-Hinterkanten begrenzt wird, die in einer Ebene liegen,
und dass bei Anordnung des Schoneinsatzes im Ringschlüsselwerkzeug die Einsatz-Hinterkanten und die Werkzeug-Hinterkanten miteinander fluchten. Auch durch diesen Aufbau kann der Verschleiß am Schoneinsatz reduziert werden, insbesondere wenn der Schoneinsatz aus Kunststoff gefertigt ist. Die fluchtende Position kann durch den Anschlag des Anschlagbereichs am Ringschlüsselwerkzeug definiert werden.
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In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch ein Ringschlüsselwerkzeug-Satz, umfassend mehrere erfindungsgemäße Ringschlüsselwerkzeug-Anordnungen, wobei die Schoneinsätze verschiedener Ringschlüsselwerkzeug-Anordnungen unterschiedliche Größen des Einsatz-Halteprofils und des Einsatz-Schraubangriffsprofils aufweisen, insbesondere wobei der Ringschlüsselwerkzeug-Satz Schoneinsätze und zugehörige Ringschlüsselwerkzeuge zur Betätigung von Werkstücken mit Außenmehrkanten zumindest vier unterschiedlicher Größen umfasst. Mit dem Ringschlüsselwerkzeug-Satz kann eine Vielzahl von verschiedenen Werkstücken bzw. Größen von Außenmehrkanten betätigt werden. Ein Ringschlüsselwerkzeug-Satz kann beispielsweise in einem Werkzeugkoffer transportiert und vorgehalten werden. Bevorzugt sind Schoneinsätze und zugehörige Ringschlüsselwerkzeuge für sechs oder mehr unterschiedliche Größen von Außenmehrkanten an Werkstücken vorgesehen.
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Ein erfindungsgemäßer Schoneinsatz und/oder eine erfindungsgemäße Ringschlüsselwerkzeug-Anordnung können vorteilhafter Weise verwendet werden zur Betätigung eines Werkstücks, insbesondere eines Schraubenkopfes oder einer Mutter, vorzugsweise einer Hutmutter, wobei das Material des Werkstücks eine höhere Härte aufweist als das Material des Schoneinsatzes. Die Härte kann beispielsweise nach Vickers bestimmt werden. In der Regel weist das Werkstück (bzw. der Schraubenkopf oder die Mutter) für Hygieneanwendungen einen Mittenrauwert Ra einer äußeren Oberfläche von 0,8 μm oder weniger auf (vgl. die Anforderungen der EHEDG). Durch den Schoneinsatz wird ein Verkratzen des Werkstücks bzw. des Schraubenkopfs oder der Mutter beim Festziehen oder Lösen vermieden. Typischerweise wird der Schoneinsatz mit dem Anschlagbereich voraus am Werkstück angesetzt. Eine Hutmutter ist besonders für Hygieneanwendungen geeignet, da die einseitig geschlossene Bauform ein Eindringen von Stoffen in das Gewinde erschwert, und die offene Seite meist leicht mit einer Dichtung versiegelt werden kann.
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Bevorzugt erfolgt die Betätigung des Werkstücks in einem hygieneüberwachten Bereich, insbesondere in der Lebensmittelindustrie, in der Getränkeherstellung, in der pharmazeutischen Industrie oder in der medizintechnischen Industrie. Ebenso sind als Anwendungsbereiche Sanitär- oder Designer-Verschraubungen (umfassend beispielsweise polierte Messing-Flächen oder polierte Edelstahl-Flächen) möglich. Für die Verwendung eines erfindungsgemäßen Schoneinsatzes oder einer erfindungsgemäßen Ringschlüsselwerkzeug-Anordnung steht meist die Verwendung im Maschinen- und Anlagebau in hygienisch überwachten Bereichen im Vordergrund. In hygienisch überwachten Bereichen kann durch die Erfindung die Nutzung von Schraubverbindungen ermöglicht werden, da mit dem Schoneinsatz ein Verkratzen und eine Kontamination von Werkstücken wie Schraubbolzen oder Muttern vermieden werden kann.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Schrägansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schoneinsatzes für ein Ringschlüsselwerkzeug, von schräg vorne;
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2 eine schematische Schrägansicht des Schoneinsatzes von 1, von schräg hinten,
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3 eine schematische Aufsicht auf das hintere Ende des Schoneinsatzes von 1, mit zwei Übermaßstellen;
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4 einen schematischen Querschnitt entlang der Längsachse des Schoneinsatzes von 1;
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5 eine schematische Aufsicht auf das hintere Ende einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schoneinsatzes, mit vier Übermaßstellen;
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6 eine schematische Aufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ringschlüsselwerkzeug-Anordnung, mit in die Öffnung des Ringschlüsselwerkzeugs eingesetztem Schoneinsatz;
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7 einen schematischen Querschnitt durch die Ringschlüsselwerkzeug-Anordnung von 6, entlang der Längsachse des Schoneinsatzes, mit am hinteren Ende axial überstehendem Schoneinsatz;
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8 einen schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ringschlüsselwerkzeug-Anordnung, entlang der Längsachse des Schoneinsatzes, mit am hinteren Ende fluchtendem Schoneinsatz;
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9 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ringschlüsselwerkzeug-Satzes.
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Überblick über die Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt einen Schoneinsatz für einen Ringschlüssel bereit, der mit einem herkömmlichen Ringschlüssel verwendet werden kann. Der Schonaufsatz ermöglicht es, ein Werkstück mit Außenmehrkantbund, insbesondere eine Hutmutter mit Sechskantbund, eine (durchbrochene) Sechskantmutter oder einen Schraubbolzen mit Sechskantkopf, zu betätigen, ohne dass das Werkstück mit dem Material des Ringschlüssels in Kontakt kommt. Dies verhindert ein Verkratzen des Werkstücks (was hilft, die Rauhigkeitsanforderungen für das Werkstück in hygienisch überwachten Bereichen einzuhalten), und verhindert auch eine Kontamination des Werkstücks mit Abrieb des Ringschlüssels. Als Material für den Schoneinsatz kann insbesondere Aluminium eingesetzt werden, welches die Anforderungen der Food and Drug Administration (FDA) der USA erfüllt. Der Schonaufsatz umfasst im Wesentlichen einen ringförmigen Wandbereich, der innenseitig Anlageflächen für das zu spannende Werkstück und außenseitlich Anlageflächen für die Abtriebsflächen des Ringschlüssels ausbildet, sowie einen Anschlagbereich (oder Anlageflansch) zur Anlage an den Ringschlüssel um dessen ringförmige Öffnung herum. Der Wandbereich ist außenseitig an wenigstens zwei Übermaßstellen radial etwas größer ausgebildet als ein regelmäßiger Außenvielzahn und hier auch etwas größer ausgebildet die Öffnung des Ringschlüssels, die einen entsprechenden regelmäßigen Innenvielzahn ausbildet, so dass der Schoneinsatz im Presssitz in der Öffnung des Ringschlüssels gehalten werden kann.
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Erfindungsgemäße Schoneinsätze
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Die 1 bis 4 illustrieren eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schoneinsatzes 1 in schematischer Außenansicht von schräg vorne, vgl. 1, weiterhin von schräg hinten, vgl. 2, in schematischer Aufsicht vom hinteren Ende, vgl. 3, und schließlich im schematischen Querschnitt, vgl. 4. Der Schoneinsatz 1 ist hier jeweils in einem entspannten Zustand dargestellt.
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Der Schoneinsatz 1 verfügt über einen ringförmig ausgebildeten Wandbereich 2, der entlang einer Längsachse LA einen im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt senkrecht zur Längsachse LA aufweist. Dieser Wandbereich 2 bildet radial innenseitlich ein Einsatz-Schraubangriffsprofil (Einsatz-Schraubabtriebsprofil) 3 im Wesentlichen in Form eines gleichseitigen Innenmehrkants, hier Innensechskants, aus. In der gezeigten Ausführungsform sind somit sechs Abtriebsflächen 4 zur Betätigung eines Werkstücks (nicht dargestellt, vgl. aber dazu 6) mit Sechskantbund, etwa einer Sechskantmutter, vorgesehen. Zwischen den Abtriebsflächen 4 sind hier Rücksprünge 5 vorgesehen, um den Verschleiß am Schoneinsatz 2 bei Betätigung des Werkstücks gering zu halten.
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Der Wandbereich 2 bildet weiterhin radial außenseitlich ein Einsatz-Halteprofil 6 im Wesentlichen in Form eines regelmäßigen Außenvielzahns, hier Außenzwölfzahns, aus. Am Einsatz-Halteprofil 6 sind somit zwölf Spitzen 7, 7a, 7b zur Anlage an ein Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil eines Ringschlüsselwerkzeugs (nicht dargestellt, vgl. dazu aber 6) vorgesehen.
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Der Schoneinsatz 1 verfügt weiterhin über einen Anlagebereich 8, der hier im Wesentlichen als eine Ringscheibe mit einheitlichem Außenradius AR in radialer Richtung und einheitlicher axialer Dicke DI in axialer Richtung (parallel zur Längsachse LA) ausgebildet ist. Der Anlagebereich 8 steht in radialer Richtung gegenüber dem Wandbereich 2 entlang des gesamten Umfangs über, vgl. die Auskragungsweise AKW. Am vorderen axialen Ende 9 des Schoneinsatzes 1, welches dem Anlagebereich 8 zugewandt ist, ist die Öffnung 10 des Schoneinsatzes angefast, vgl. die Anfasung (Fase) 11. Dies erleichtert das Einführen eines Werkstücks in den Schoneinsatz 1 vom vorderen axialen Ende 9 her. Man beachte, dass sich die Fase 11 hier in axialer Richtung nur über einen Teil der axialen Dicke DI des Anlagebereichs 8 erstreckt. Der Anlagebereich 8 schützt einen hinter dem Anlagebereich 8 gelegenen Teil des Ringschlüsselwerkzeugs vor einem unmittelbaren Kontakt mit dem zu betätigenden Werkstück.
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Um den Schoneinsatz 1 in einem Ringschlüsselwerkzeug auf einfache Weise verklemmen zu können, ist das Einsatz-Halteprofil 6 mit hier zwei Übermaßstellen 12a, 12b versehen, vgl. insbesondere 3. Zehn der zwölf Spitzen 7 des Einsatz-Halteprofils 6 sind gemäß dem hier vorgesehenen regelmäßigen Zwölfzahn ausgebildet. Diese zehn Spitzen 7 sind gleichartig ausgebildet und liegen (bzw. enden) auf einem Kreisring (gepunktet dargestellt) mit dem Radius R.
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An zwei der zwölf Spitzen 7a, 7b sind abweichend von den vorgenannten zehn Spitzen 7 die Übermaßstellen 12a, 12b ausgebildet. Die Übermaßstellen 12a, 12b liegen einander gegenüber. Die Übermaßstellen 12a, 12b besitzen weiterhin einen maximalen radialen Überstand ÜS gegenüber dem regelmäßigen Zwölfzahn, der hier ca. 0,2 mm beträgt und an den Spitzen 7a, 7b gegenüber der gepunkteten Kreislinie mit dem Radius R gut zu erkennen ist. Auch in einer gewissen sektorförmigen Umgebung der eigentlichen Spitzen 7a, 7b ist das Einsatz-Halteprofil 6 gegenüber einem regelmäßigen Zwölfzahn noch überstehend. Entsprechend können zwei einander gegenüberliegende Sektoren 13a, 13b definiert werden (vgl. gepunktete Sektorengrenzen), in denen die Übermaßstellen 12a, 12b ausgebildet sind. Jeder dieser Sektoren 13a, 13b überstreicht hier ein Winkelintervall WI von ca. 12,5° bzw. einen Bereich von ca. 12,5°/360° = 0,0347, also ca. 3,47% des Umfangs des Schoneinsatzes 1. In den Umfangsbereichen außerhalb der Sektoren 13a, 13b, wobei diese Umfangsbereiche auch als Freisektoren bezeichnet werden können, ist das Einsatz-Halteprofil 6 als regelmäßiger Zwölfzahn ohne Übermaßstellen ausgebildet.
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Der Schoneinsatz 1 kann in ein Ringschlüsselwerkzeug (nicht dargestellt in 3, vgl. aber 6) eingesetzt werden, das mit einem passenden Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil versehen ist, das als regelmäßiger Innenzwölfzahn entsprechend dem (regelmäßigen) Außenzwölfzahn des Schoneinsatzes 1 ausgebildet ist. Im Bereich der Übermaßstellen 12a, 12b ist der Schoneinsatz 1 vor dem Einsetzen lokal radial weiter als die entsprechende Öffnung des Ringschlüsselwerkzeugs, und in den Freisektoren ist der Schoneinsatz 1 radial enger als die Öffnung des Ringschlüsselwerkzeugs. Entsprechend wird beim Einsetzen der Wandbereich 2 im Bereich der Übermaßstellen 12a, 12b elastisch gestaucht, vgl. Pfeile P1, und (als Ausweichreaktion des Schoneinsatzes 1) in einer dazu senkrechten Richtung elastisch gespreizt, vgl. Pfeilrichtung P2. Durch diese „ovale” Verformung wird der Schoneinsatz 1 in der Öffnung des Ringschlüsselwerkzeugs verklemmt, wobei es im Wesentlichen über den gesamten Umfang zu einem Anliegen an das Ringschlüsselwerkzeug kommt.
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Die 5 zeigt in Aufsicht vom hinteren axialen Ende her einen Schoneinsatz 1 ähnlich wie in 3 dargestellt, jedoch mit insgesamt vier Übermaßstellen 12a, 12b, 12c, 12d, die hier bei vier Spitzen 7a, 7b, 7c, 7d des Einsatz-Halteprofils 6 ausgebildet sind. Es werden nur die wesentlichen Unterschiede zu 3 erläutert.
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Die Übermaßstellen 12a, 12b bzw. die zugehörigen Spitzen 7a, 7b sind benachbart zueinander angeordnet, und weiterhin sind die Übermaßstellen 12c, 12d bzw. die Spitzen 7c, 7d benachbart zueinander angeordnet. Die Übermaßstellen 12a, 12d liegen einander gegenüber; gleiches gilt für die Übermaßstellen 12b, 12c.
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Damit können zwei einander gegenüberliegende Sektoren 13a, 13b definiert werden, in denen alle Übermaßstellen 12a, 12b, 12c, 12d angeordnet sind. Man beachte, dass zwischen den Übermaßstellen 12a und 12b und damit innerhalb des Sektors 13a in einem kleinen Bereich 14a auch eine Kontur gemäß dem regelmäßigen Zwölfzahn vorliegt; entsprechendes gilt für den kleinen Bereich 14b zwischen den Übermaßstellen 12c, 12d im Sektor 13b.
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Die Sektoren 13a, 13b überstreichen jeweils ein Winkelintervall WI von hier ca. 42° bzw. einen Bereich von 42°/360° = 0,117, also ca. 11,67% des Umfangs des Schoneinsatzes 1. In den beiden Umfangsbereichen (Freisektoren) außerhalb der Sektoren 13a, 13b ist das Einsatz-Halteprofil 6 als regelmäßiger Zwölfzahn (entsprechend der Öffnung des Ringschlüsselwerkzeugs) mit gleichartigen Spitzen 7 und ohne Übermaßstellen ausgebildet.
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Bei einem Einschieben des Schoneinsatzes 1 in das passende Ringschlüsselwerkzeug kommt es auch hier zu einer ovalen elastischen Verformung, entsprechend den Pfeilen P1, P2.
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Man beachte, dass alternativ auch die Übermaßstellen gleichmäßig über den Umfang des Wandbereichs verteilt werden können, wodurch es beim Einschieben des Schoneinsatzes in ein Ringschlüsselwerkzeug zu einer „atmenden” (überall stauchenden) Verformung käme, die einen sehr viel größeren Kraftaufwand beim Einschieben (und auch beim Herausdrücken) erfordert als eine ovale Verformung, bei sonst gleichen Materialstärken.
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Erfindungsgemäße Ringschlüsselwerkzeug-Anordnungen
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Die 6 und die 7 zeigen eine erfindungsgemäße Ringschlüsselwerkzeug-Anordnung 20, umfassend ein Ringschlüsselwerkzeug 21, mit einem Griffteil 21a (nur teilweise dargestellt) und einem Kopfteil 21b, und einen in die Öffnung 22 im Kopfteil 21b eingesetzten Schoneinsatz 1 wie in 1 bis 4 dargestellt, in Aufsicht vom hinteren axialen Ende her (6) und im Querschnitt entlang der Längsachse LA (7).
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Das Einsatz-Halteprofil 6 des Wandbereichs 2 des Schoneinsatzes 1 liegt im Wesentlichen überall flächig mit leichtem Druck am Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil (Schraubabtriebsprofil) 23 des Ringschlüsselwerkzeugs 21 an. Der Schoneinsatz 1 ist hierfür insbesondere im Wandbereich 2 elastisch verformt, so dass die Überstandbereiche 12a, 12b leicht radial nach innen gedrückt sind (im gezeigten Maßstab der 6 nicht zu erkennen). Innenseitig kann das Einsatz-Schraubangriffsprofil 3 des Wandbereichs 2 an den Außenmehrkant 28 eines Werkstücks 27 (gestrichelt in 6 dargestellt, hier eine durchbrochene Sechskantmutter) angelegt werden, um das Werkstück 27 zu verspannen, also um die Längsachse LA zu verdrehen.
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Weiterhin liegt am vorderen axialen Ende 9 der Anschlagbereich 8 mit seiner hier ebenen Rückseite 8a an einer hier ebenen, ringförmigen Vorderseite 24 des Ringschlüsselwerkzeugs 21 im Bereich seines Kopfteils 21a an. Der Anschlagbereich 8 überragt in radialer Richtung das Ringschlüsselwerkzeug 21 mit einem radialen Überstand RÜ, der typischerweise 1 mm oder mehr beträgt. Dieser radiale Überstand RÜ ist um das gesamte Kopfteil 21b des Ringschlüsselwerkzeugs 21 bzw. dessen Vorderseite 24 herum eingerichtet; lediglich das axial zurückgesetzte Griffteil 21a erstreckt sich radial jenseits des ringscheibenartigen Anschlagbereichs 8. Das Werkstück 27 wird normalerweise vom vorderen Ende 9 her, also durch den Anschlagbereich 8 hindurch, im Wesentlichen entlang der Längsachse LA in den Schoneinsatz 1 und in die Öffnung 22 eingeführt.
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Weiterhin steht hier an einem hinteren axialen Ende 25 der Schoneinsatz 1 mit einem axialen Überstand AÜ gegenüber einer hier ebenen, ringförmigen Rückseite 26 des Schoneinsatzes 1 im Bereich des Kopfteils 21b über. Dadurch kann auch ausnahmsweise ein Werkstück 27 vom hinteren axialen Ende 25 aus in den hinten offen ausgebildeten Schoneinsatz 1 und in die Öffnung 22 gut eingeführt werden, ohne dass es zu einem Kontakt zwischen Werkstück 27 und Ringschlüsselwerkzeug 21 kommt.
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Das Ringschlüsselwerkzeug 21 ist hier aus unedlem Werkzeugstahl gefertigt, der Schoneinsatz 1 ist hier aus Aluminium oder Kunststoff gefertigt, und das Werkstück 27 ist hier aus Edelstahl gefertigt.
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In der 8 ist eine Variante einer Ringschlüsselwerkzeug-Anordnung 20 in einem Querschnitt entlang der Längsachse LA, ähnlich wie in 7 dargestellt. Es werden nur die wesentlichen Unterschiede erläutert.
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Zum vorderen axialen Ende 9 hin wird das Einsatz-Halteprofil 6 durch im Wesentlichen gerade Einsatz-Vorderkanten 30 begrenzt, die in einer Ebene E1 liegen. Ebenso wird das Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil 23 durch gerade Werkzeug-Vorderkanten 31 begrenzt, die ebenfalls in einer Ebene E2 liegen. Die Einsatz-Vorderkanten 30 und die Werkzeug-Vorderkanten 31 fluchten hier, d. h. die Ebenen E1 und E2 fallen zusammen. Dies verringert bei der Betätigung eines Werkstücks eine (plastische) Torsionsverformung des Schoneinsatzes 1.
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Weiterhin wird zum hinteren axialen Ende 25 hin das Einsatz-Halteprofil 6 durch im Wesentlichen gerade Einsatz-Hinterkanten 32 begrenzt, die in einer Ebene E3 liegen. Ebenso wird das Ringschlüssel-Schraubangriffsprofil 23 durch gerade Werkzeug-Hinterkanten 33 begrenzt, die ebenfalls in einer Ebene E4 liegen. Die Einsatz-Hinterkanten 32 und die Werkzeug-Hinterkanten 33 fluchten hier, d. h. die Ebenen E3 und E4 fallen zusammen. Dies verringert ebenfalls bei der Betätigung eines Werkstücks eine (plastische) Torsionsverformung des Schoneinsatzes 1.
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Die 9 zeigt in schematischer Aufsicht ein Ringschlüsselwerkzeug-Set 40, umfassend hier vier Ringschlüsselwerkzeug-Anordnungen 20a, 20b, 20c, 20d, umfassend jeweils ein Ringschlüsselwerkzeug 21 und einen passenden, eingesetzten Schoneinsatz 1. Die Ringschlüsselwerkzeuge 21 weisen unterschiedlich große Ringschlüssel-Schraubangriffsprofile 23 auf, und die Schoneinsätze 1 weisen jeweils unterschiedlich große Einsatz-Halteprofile 6 und Einsatz-Schraubangriffsprofile 3 auf. Die Ringschlüsselwerkzeug-Anordnungen 20a–20d sind somit jeweils für die Betätigung von Werkstücken mit einem Außenmehrkant (hier Außensechskant) unterschiedlicher Größe ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/080841 A2 [0002, 0008]
- DE 202014100885 U1 [0006]
- DE 202013102488 U1 [0007]
- US 2011/0290084 A1 [0010]
