DE3701615A1 - Schraubwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schraubwerkzeug, z.B. einen festen oder größenverstellbaren Schraubenschlüssel, eine Zange o.dgl. zur Verwendung insbesondere für bruchgefährdete Kera­ mik-, Glas- oder ähnliche Bauteile. Die Hauptkörper solcher Werkzeuge wurden in konventioneller Ausführung aus Stahl ge­ fertigt, während Kunststoffmaterial für die Hauptkörper aus dem Grunde bisher nicht verwendet wurde, daß Kunststoffe Stahlwerkstoffen bezüglich mechanischer Eigenschaften, insbe­ sondere bezüglich mechanischer Festigkeit unterlegen sind.

In einigen Fällen wurden Kunststoffkomponenten einerseits zum Zwecke der elektrischen Isolation und andererseits im Griff­ bereich zur Verbesserung der Griffwirkung verwendet. Dagegen fand Kunststoff im Bereiche des Hauptkörpers der Werkzeuge bisher nicht Verwendung, sondern nur im Handgriffabschnitt und als Werkzeugüberzug. Werkzeuge, die vollständig aus Kunststoff bestehen, waren bisher nicht erhältlich.

Diese Werkzeuge werden häufig bei Arbeiten zur Verrohrung in Toiletten, Waschräumen, Bädern usw. nach Beendigung des Haus­ rohbaus verwendet. Toilettenbecken, Waschbecken usw. bestehen in vielen Fällen aus Keramik, und auch an Böden vor allem im Naßbereich werden keramische Fliesen verwendet. Wenn ein Stahlwerkzeug bei derartigen Verrohrungsarbeiten für Keramik eingesetzt wird, kann das Werkzeug ungewollt gegen keramische Teile stoßen oder auf keramische Teile fallen, wodurch die Keramikteile beschädigt oder zerbrochen werden. Eine Reparatur von keramischen Komponenten erfordert einen erheblichen Ar­ beits-, Zeit- und Kostenaufwand.

Ein zum Aufschrauben oder Aufdrehen verwendetes Schraub- oder Zangenwerkzeug besteht gewöhnlich aus einem Hauptkörper (oder festen Backe) und einer mit der festen Backe in Eingriff ste­ henden bewegbaren Backe, die in Axialrichtung des Hauptkörpers verstellbar ist. Ein Beispiel für eine herkömmliche Schraub­ zange ist in Fig. 1 gezeigt, in der die feste Backe 1 ein Schmiedeteil ist, während die bewegliche Backe 2 ein Gußteil ist. Derartige Teile werden gewöhnlich auch im Kupplungsab­ schnitt 1 a zwischen der beweglichen Backe 2 und der festen Backe 1 nicht mit der besonderen mechanischen Genauigkeit hergestellt, so daß in diesem Bereich häufig ein gewisses Spiel auftritt.

Wenn plattierte Muttern oder Muttern aus Weichmetall, z.B. aus Kupfer, Messing usw. verwendet werden, wird der Winkel R zwi­ schen den Kontaktflächen des Hauptkörpers 1 und der beweg­ lichen Backe 2 um Δ R größer im Vergleich zum Normalfall. Da das Schraubwerkzeug fester als das zu schraubende Muttermaterial ist, können Schrauben beschädigt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schraub­ werkzeug zur Verfügung zu stellen, das auch empfindliche und bruchgefährdete Werkstücke wie keramische Teile, Fliesen usw. nicht gefährdet, wenn es an empfindlichen Werkstücken zum Einsatz kommt oder versehentlich gegen derartige Bauteile stößt oder fällt, und das selbst weiche Muttern nicht beschä­ digt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Schraubwerkzeug wenigstens in einem äußeren konvexen Ab­ schnitt aus Kunststoff besteht. Das Kunststoffmaterial ist vorzugsweise glasfaserverstärkt. Vorzugsweise wird das gesamte Werkzeug aus Kunststoff hergestellt. Alternativ kann das Werk­ zeug teilweise aus metallischem Material bestehen, beispiels­ weise an dem äußeren konkaven Abschnitt, der Innenseite des Werkzeugs oder dem konkaven Abschnitt der Außenfläche des Werkzeugs und am Innenabschnitt des Werkzeugs.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf ein herkömmliches Schraubwerk­ zeug zur Erläuterung des Zustandes des Mauls zwischen den Backen des Werkzeugs, die aufgrund von Spiel etwas offengestellt sind;

Fig. 2 eine Seitenansicht auf ein bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel eines verstellbaren Schraubwerk­ zeugs nach der Erfindung; und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 2.

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele des Werkzeugs nach der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläutert. Fig. 2 zeigt einen verstellba­ ren Schraubenschlüssel, wie er für Verrohrungsarbeiten Verwen­ dung findet. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 11 eine feste Backe, die einen Hauptkörper des verstellbaren Schrau­ benschlüssels darstellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel beste­ hen die feste Backe 11 eine bewegliche Backe 12 und eine Schraube 13 zur Bewegung der verstellbaren Backe 12 in Axial­ richtung des Hauptkörpers 11 aus Kunststoff, in diesem Falle glasfaserverstärktes Polyamid Nylon R, das hinsichtlich der Starrheit und Festigkeit unter den bekannten Kunstharzen bzw. Kunststoffen eine bevorzugte Stellung einnimmt.

Bei dem Ausführungsbeispiel wird als glasfaserverstärkter Kunststoff ein Nylonmaterial verwendet, das von einem japani­ schen Hersteller, Toray Industries, Inc., stammt, wobei das Material unter dem Warenzeichen AMILAN vertrieben wird. Das Material hat die Typen-Nummer NYLON 6 und die Grad-Nummer CM 1011G-45. Dieser Kunststoff wird unter Verwendung von Nylon­ harz unter Zusatz einer Vestärkung von 45% kurzen Glasfasern hergestellt, ein Material, das für seine gute mechanische Festigkeit und Stabilität gegen Größenänderungen, leichter Verformbarkeit und seiner geringen Temperatur- und Feuchtig­ keitsempfindlichkeit bekannt ist.

Gemäß dem technischen Bericht für glasfaserverstärkte Kunst­ stoffe, der von Toray Industries, Inc. herausgegeben wurde, hat dieses Material mit Aluminium-Druckguß vergleichbare aus­ reichende mechanische Eigenschaften, wenn es absolut trocken ist. Derartige Kunststoffe zeigten auch ausreichende Stoß­ festigkeit. Im absolut trockenen Zustand des Kunststoffma­ terials wurde ein Vergleich von Aluminium-Druckguß (Nr. SPE 903) und dem glasfaserverstärkten Kunststoff aus dem oben erwähnten technischen Bericht entnommen.

Tabelle

Ein vom Erfinder durchgeführter Bruchtest an einem erfindungsgemäß ausgebildeten Zwei-Kopf-Schraubenschlüssel mit einer Griffdicke von 8,4 mm, einer Breite von 18,3 mm und einer Länge von 220 mm aus Kunststoff Grad- bzw. Sortennummer CM1011G -45 wurde festgestellt, daß er bei Anlegen eines Drehmomentes von 14 kgm brach. Dieser Wert fällt beinahe zusammen mit demjenigen von M, 13,4 kgm, gewonnen aus der Gleichung b=M/Z σ mit σ b, M, Z = Maximalspannung, Moment bzw. Schnittmodul.

Die Griffposition eines Spannbackenschlüssels oder eines Schraubenschlüssels am Handgriff ist gewöhnlich vom Zentrum der zu betätigenden Muttern weit, nämlich etwa 20 cm, ent­ fernt, so daß der Handgriff des Werkzeugs zerbrochen wird, wenn mit einer Kraft von etwa 70 kg geschraubt oder gearbeitet wird.

Nach dem obigen Testergebnis hat sich die Festigkeit des er­ findungsgemäßen Werkzeugs als ausreichend zur Übertragung üblicher Schraubdrehmomente bei üblichen Verrohrungsarbeiten erwiesen. Es ist einzusehen, daß sogar das Kunststoffwerkzeug, das vollständig aus Kunststoffmaterial besteht, zur Verwendung bei gewöhnlichen Verrohrungsarbeiten in bruchgefährdeten Umge­ bungen voll einsatzfähig ist.

Ein verstellbarer Schraubenschlüssel von etwa 280 mm Gesamtlänge wurde tatsächlich aus dem obigen Harz hergestellt, und es wurde eine Dauerlast von 10 kgm/Minute an den Kopfabschnitt des Hauptkörpers 1 angelegt. Als Folge davon konnten keine Schäden an den Anlageflächen 11 a, 12 a der Backen 11 und 12 festgestellt werden, die mit einer zu schraubenden Mutter o.dgl. in der in Fig. 2 dargestellten Weise in Eingriff ste­ hen, und das Werkzeug konnte danach wiederholt für Verroh­ rungsarbeiten verwendet werden.

Eine Nut 11 b ist auf jeder Seite des Hauptkörpers 11 des Schraubenschlüssels ausgebildet, und wie in Fig. 3 deutlich zu erkennen ist, stehen die Nuten 11 b mit entsprechenden Vor­ sprüngen an den Innenseiten der beweglichen Backe 12 im Ein­ griff um eine Führung für die Axialbewegung der beweglichen Backen 12 zu schaffen. An einem Ende des Griffabschnitts des Körpers 11 ist eine Öffnung 11 c zum Aufhängen des Werkzeugs vorgesehen.

Ein Abrieb tritt am häufigsten an den Kontaktflächen 11 a, 12 a und an einer Schraube 13 auf, welche die bewegbare Backe 12 axial antreibt. Beim realisierten Ausführungsbeispiel wurden Stahlteile an den Kontaktflächen 11 a und 12 a eingesetzt, und auch die Schraube 13 wurde aus Stahl hergestellt. Auf diese Weise konnte der Abrieb stark vermindert und die Lebensdauer des Werkzeuges entsprechend erhöht werden. Da diese Abschnitte alle in dem konkaven oder inneren Teil des Werkzeugkörpers angeordnet sind, ging keiner der Vorteile der im übrigen aus Kunststoff gefertigten Werkzeuge verloren, wenn auch das Ge­ wicht des Werkzeuges etwas erhöht wurde.

Wie bereits anhand von Fig. 1 erläutert wurde, ergab sich bei herkömmlichen vestellbaren Schraubenschlüsseln das Problem eines übermäßigen Spiels. Die in Eingriff stehenden Teile zwischen dem Hauptkörper 11 und der bewegbaren Backe 12 beste­ hen bei dem erfindungsgemäßen verstellbaren Schraubenschlüssel aus Kunststoffmaterial. Bei Kunststoff ist die Formgebung einfach und die Formbeständigkeit gut. Kunststoff wird von Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen weniger beeinflußt. Daher kann eine höhere Genauigkeit der miteinander in Eingriff stehenden Bauteile ohne besondere Präzisionsbearbeitung er­ reicht werden, so daß das erfindungsgemäße Werkzeug praktisch immun gegen Spiel ist. Die Oberflächenhärte des Materials ist wesentlich geringer als diejenige von Stahlprodukten, wie sich aus der Rockwellhärte in der Tabelle ergibt, und daher werden die mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug betätigten Werkstücke, wie Schrauben, bzw. deren Oberflächen nicht beschädigt.

Nicht nur die geringe Oberflächenhärte des Werkzeugs sondern auch sein spezifisches Gewicht ist sehr gering, so daß selbst dann, wenn das Werkzeug versehentlich gegen ein keramisches Bauteil stößt oder auf eine Keramikfliese fällt, sein Träg­ heitsmoment oder Aufprall gering ist und keine Gefahr einer Beschädigung oder eine Bruchs der Keramikbauteile besteht.

Der Falltest wurde durch Fallenlassen eines verstellbaren 250 mm langen Schraubenschlüssels nach der Erfindung von rechts oben (100 cm vom Boden) auf ausgebreitete Keramikfliesen durchgeführt. Keine der Keramikfliesen wurde zerbrochen.

Wie oben im einzelnen erläutert wurde, besteht das gesamte Werkzeug oder dessen überwiegender Teil aus Kunststoff bzw. Harz, z.B. glasfaserverstärktem Nylon, so daß die Werkzeuge eine weiche Oberfläche erhalten und geringes Gewicht haben. Wenn derartige Werkzeuge in Toilettenräumen, Waschräumen, Bädern, Küchen usw. in der Umgebung von Keramikbauteilen, Boden- oder Wandfliesen verwendet werden und wenn sie gegen derartige Bauteile stoßen oder versehentlich fallengelassen werden, zerbrechen oder beschädigen sie die empfindlichen Bauteile nicht, so daß ihre Ausbildung alle Verrohrungs- oder Rohrleitungsarbeiten sicher und leicht macht.

Auch die Oberflächenhärte der Kunststoffwerkzeuge ist geringer als diejenige von Stahlwerkzeugen, so daß sie plattierte Mut­ tern oder Muttern aus Weichmetall, wie Kupfer, Messing, Let­ ternmetall usw. nicht beschädigen. In der Ausführung als ver­ stellbarer Schraubenschlüssel geschieht die Schraubarbeit zwischen dem Hauptkörper und der bewegbaren Backe, und es gibt in der oben erläuterten Weise das Problem von Spiel, durch das Muttern beschädigt werden können. Da die Werkzeuge nach der Erfindung aber aus Kunststoff bestehen und mit höherer Präzi­ sion an den Eingriffsabschnitten zwischen dem Hauptkörper und der beweglichen Backe ohne großen Herstellungsaufwand herge­ stellt werden können, können mit ihnen auch weiche Muttern ohne Beschädigung betätigt werden.

Claims (6)

1. Schraubwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß es wenig­ stens im Bereich seiner konvexen Außenfläche aus Kunststoffma­ terial besteht.

2. Schraubwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial ein glasfaserverstärktes Polyamid (Nylon R) ist.

3. Schraubwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es vollständig aus Kunststoffmaterial besteht.

4. Schraubwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es teilweise aus metallischem Material besteht.

5. Schraubwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der konkave Teil seiner Außenfläche und/oder der innere Abschnitt des Werkzeugs aus metallischem Material besteht.

6. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Schraubenschlüssel, Mutternschlüs­ sel oder als Rohrzange ausgebildet ist.