DE4436321A1 - Umschaltbarer Ratschenkopf - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen umschaltbaren Rat­ schenkopf, insbesondere einen maschinell betätigten Rat­ schenkopf, sowie einen Umschaltknopf für den Ratschenkopf eines Ratschenschlüssels, mit dem sich die Drehrichtung des Ratschenmechanismus umkehren läßt.

Umschaltbare Ratschenköpfe sind mit einem Umschaltknopf oder -hebel versehen, der typischerweise zwischen einer Vorwärts- und Rückwärtsstellung drehbar ist, um die Drehrichtung des Ratschenmechanismus einzustellen. Typischerweise ist der Um­ schaltknopf ein metallisches Teil mit einem zylindrischen Schaft und einem Kopfabschnitt; der Knopf ist um die Achse des Schaftes drehbar, um die richtungsändernde Funktion aus­ zuüben. Der Ratschenmechanismus kann in einer handbetätigten oder maschinell betriebenen Vorrichtung verwendet werden. Eine derartig maschinell betriebene Vorrichtung ist ein luftdruckbetätigtes Ratschenwerkzeug, das von der Anmelderin unter der Bezeichnung Nr. FAR 72 B vertrieben wird.

Wie sich gezeigt hat, hat bei derartigen vorbekannten Rat­ schenvorrichtungen, insbesondere maschinell betriebenen Vor­ richtungen, der Umschaltknopf die Tendenz, sich unter be­ stimmten Betriebsbedingungen selbst umzuschalten und/oder selbst zu sperren. Ein solcher Zustand ist beim raschen Dre­ hen eines losen Befestigungsmittels anzutreffen. In diesem Zustand dreht sich der Antriebskörper des Ratschenkopfes mit hoher Drehzahl. Das rasche Anhalten, das durch das Auflaufen des Befestigungsmittels verursacht wird, hat eine starke Verzögerung zur Folge. Der Antriebskörper kommt aufgrund einer Nachlaufbremse, die auf den Antriebskörper einwirkt, zur Ruhe. Wegen seiner relativ hohen Trägheit hat jedoch der Umschaltknopf die Tendenz, sich weiter zu drehen, wobei er sich in die andere Stellung bewegt und die Betriebsrichtung des Ratschenmechanismus umschaltet.

Auch bei Verwendung der Ratschenvorrichtung bei einem hand­ betätigten Ratschenwerkzeug, wie z. B. zum Lösen eines Befe­ stigungsmittels mit einem langen Hebel, hat das plötzliche Lösen des Befestigungsmittels eine starke Beschleunigung zur Folge. Wiederum hat die Trägheit des Umschaltknopfes die Wirkung, daß es zu einer Relativbewegung zwischen dem Um­ schaltknopf und dem Antriebskörper kommt, was zu einer Rich­ tungsumkehr führen kann.

Viele Ratschenvorrichtungen, wie z. B. das oben erwähnte Werkzeug FAR 72 B der Anmelderin verwenden zwei Klauen. Bei einer selbsttätigen Umschaltung, wenn beide Klauen eine Richtungsumkehr erfahren, kehrt der Ratschenmechanismus seine Betriebsrichtung um; wenn dagegen nur eine Klaue eine Richtungsumkehr erfährt, ist eine Selbstsperrung die Folge.

Zumindest eine Lösung gemäß dem Stand der Technik versucht, diesen Nachteil dadurch zu beheben, daß die Größe des Um­ schaltknopfes verringert wird. Um jedoch das Problem einer selbsttätigen Richtungsumkehr zu lösen, hat es sich als erforderlich erwiesen, den Umschaltknopf so klein zu machen, daß eine manuelle Betätigung sehr schwierig wird. Tatsäch­ lich ist bei einigen dieser Vorrichtungen die Verwendung einer Zange erforderlich, um den Umschaltknopf manuell zu drehen. Bei anderen Vorrichtungen hat man das oben erwähnte Problem dadurch zu lösen versucht, daß ein verriegelungsar­ tiger Umschaltknopf verwendet wird, der axial niedergedrückt werden muß, ehe er gedreht werden kann. Solch eine Anordnung erfordert den Einsatz zusätzlicher Einzelteile und ist teuer in der Herstellung und kompliziert im Zusammenbau.

Ein Ziel der Erfindung ist es, einen Ratschenkopf sowie einen Umschaltknopf hierfür zu schaffen, der die oben er­ wähnten Nachteile vermeidet und zusätzliche konstruktive und funktionelle Vorteile aufweist. Insbesondere soll ein um­ schaltbarer Ratschenkopf geschaffen werden, bei dem die Ge­ fahr einer selbsttätigen Richtungsumkehr bzw. Sperrung mög­ lichst gering ist. Dennoch soll der Umschaltmechanismus leicht und bequem von Hand betätigt werden können.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin­ dung sind in den Patentansprüchen definiert.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Ratschenkopf bzw. Umschalt­ knopf zeichnet sich durch eine relativ geringe Masse und ge­ ringe Trägheit aus. Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beispielsbeschreibung hervor.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer luftbetätigten Ratschenwerkzeuges mit einem Rat­ schenkopf gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten, fragmentarischen vertikalen Schnitt des Ratschenkopfes in Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Umschaltknopf des Rat­ schenkopfes der Fig. 2;

Fig. 4 eine Vorderansicht des Umschaltknopfes der Fig. 3;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Umschaltknopfes der Fig. 3 bei Betrachtung von der linken Seite;

Fig. 6 eine Draufsicht von unten auf den Umschaltknopf der Fig. 3.

Fig. 1 zeigt ein luftbetätigtes Ratschenwerkzeug 10 mit einem länglichen zylindrischen Gehäuse 11, das einen Luft­ motor und einen zugehörigen Antriebsmechanismus enthält. Das Gehäuse 11 besitzt einen Handgriffabschnitt 12, der am einen mit einer Kupplung 13 zum Anschluß an einer Strömungsmit­ telquelle, wie z. B. einer Druckluftquelle, versehen ist so­ wie einen Auslöser 14 zur Steuerung eines Ventils zum Betä­ tigen des Luftmotors. Von dem vorderen Ende des Gehäuses 11 wird ein Ratschenkopf 15 getragen.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt der Ratschenkopf 15 einen Antriebskörper 20, der eine ungefähr zylindrische Form hat und mit einer Abtriebswelle 21 versehen ist, die von einem Ende axial vorsteht und einen Mitnehmer 22 trägt. Ein seitlicher Schlitz 23 ist auf der Seite des Antriebskörpers 20 gebildet und trägt zwei Klauen 24 und 25, die um einen Schwenkzapfen 26 bzw. 27 drehbar gelagert sind, welche in Bohrungen des Antriebskörpers 20 sitzen. Ebenfalls in dem Antriebskörper 20 befindet sich eine axiale Bohrung 28, die im wesentlichen parallel zu den Bohrungen der Schwenkzapfen 26, 27 verläuft und sich in die Seite des Antriebskörpers gegenüber dem Mitnehmer 22 erstreckt, wobei sie mit dem Schlitz 23 in Verbindung steht und sich ein kleines Stück in die Abtriebswelle 21 hinein erstreckt.

Der Ratschenkopf 15 besitzt einen Umschaltknopf 30, der er­ findungsgemäß ausgebildet ist. Der Umschaltknopf 30 weist einen im wesentlichen zylindrischen Schaft 31 auf, der aus einem geeigneten Metall hergestellt ist und solche Abmes­ sungen hat, daß er von der Bohrung 28 aufgenommen wird. Der Schaft 31 besitzt ein durchmesserverringertes Ende 32, das eine Ringschulter 33 bildet, welche auf dem Rand der Bohrung 28 aufsitzen kann, und zwar dort, wo sie den Boden des Schlitzes 23 schneidet. Der Schaft 31 ist ferner mit einem radial auswärts verlaufenden Umfangsflansch 34 angrenzend an dessen anderen Ende versehen; der Flansch 34 kann an der äußeren Fläche des Antriebskörpers 20 aufsitzen, um zusammen mit der Schulter 33 den Schaft 31 koaxial in der Bohrung 28 des Antriebskörpers zu positionieren, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Der Schaft 31 hat ein durchmesserverringertes äußeres Ende 35, das mit mehreren radial auswärts verlaufenden und in Umfangsrichtung verteilten Rippen 36 versehen ist. Eine axiale Bohrung 37 ist in diesem durchmesserverringerten äußeren Ende 35 gebildet und steht mit einer diametralen Bohrung 38 in Verbindung, welche durch den Schaft 31 un­ mittelbar unterhalb des Flansches 34 verläuft.

Ebenfalls in dem Schaft 31 sind zwei radiale Bohrungen 39 und 39a gebildet, die von entgegengesetzten Seiten des Schaftes 31 aus verlaufen. Zwei zylindrische Betätigungs­ stifte 40 und 41 sind in den Bohrungen 39 und 39a gleitend gelagert. Jeder Betätigungsstift hat einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Nasenabschnitt 42, der von dem Schaft 31 aus radial nach außen vorsteht, um mit der zugehörigen Klaue 24 bzw. 25 in Eingriff zu treten. Jeder Stift 40 bzw. 41 ist mit einer axialen Bohrung 43 versehen, die in dem zu dem Nasenabschnitt 42 entgegengesetzten Ende gebildet ist und eine Schraubendruckfeder 44 aufnimmt, um den Stift radial auswärts gegen die zugehörige Klaue elastisch anzudrücken. Wenn der Umschaltknopf 30 um die Achse des Schaftes 31 ge­ dreht wird, verstellen die Betätigungsstifte 40 und 41 die Klauen 24 und 25 zwischen ihrer Vorwärts- und Rückwärts­ stellung.

Der Umschaltknopf 30 ist mit einem durchmesservergrößerten Kopfabschnitt 50 versehen, welcher eine koaxial zu dem Schaft 31 angeordnete, im wesentlichen kreisförmige Scheibe 51 enthält. Die Scheibe 51 besitzt einen unteren Nabenab­ schnitt 52, der sich nach unten erstreckt und mit vier im wesentlichen gleichmäßig beabstandeten und radial auswärts verlaufenden Versteifungsarmen 53 versehen ist. Von der Scheibe 51 aus erstreckt sich ferner ein im wesentlichen zylindrischer turmartiger Ansatz 54 nach oben, mit radial auswärts verlaufenden Flügeln 55 an diametral beabstandeten Stellen versehen ist. Eine axiale Bohrung 56 verläuft durch den Kopfabschnitt 50 und besitzt mehrere Gegenbohrungen, die so angeordnet und ausgebildet sind, daß sie das durchmes­ serverringerte Ende 35 und den Flansch 34 des Schaftes 31 passend aufnehmen. Eine Markierung 58 kann an der Oberseite der Scheibe 51 vorgesehen werden, um anzuzeigen, ob der Um­ schaltknopf 30 seine Vorwärts- oder Rückwärtsstellung ein­ nimmt.

Es ist ein wichtiger Aspekt der Erfindung, daß der Kopfab­ schnitt 50 aus einem Kunststoff besteht und um das durch­ messerverringerte Ende 35 des Schaftes 31 herum einsatz­ gegossen ist. In diesem Zusammenhang dienen die Rippen 36 als Drehsicherung zwischen dem Kopfabschnitt und dem Schaft 31. Auf diese Weise ist eine feste und starre integrale Kupplung zwischen dem Kopfabschnitt 50 und dem Schaft 31 vorgesehen.

Wie aus den Figuren hervorgeht, hat der Kopfabschnitt 50 einen Außendurchmesser, der wesentlich größer als der des Schaftes 31 ist, und zwar vorzugsweise zwei- bis dreimal so groß wie der Durchmesser des Schaftes 31. Auch haben die Flügel 55 eine beträchtliche Höhe, um das manuelle Erfassen und Betätigen des Kopfabschnittes 50 und somit das Drehen des Umschaltknopfes 30 zwischen seiner Vorwärts- und Rück­ wärtsstellung zu erleichtern. Es ist ferner ein wichtiger Aspekt der Erfindung, daß der Kopfabschnitt 50 aus einem Material besteht, dessen Dichte wesentlich kleiner als die des Schaftes 31 ist. Insbesondere liegt die Dichte des Kopfabschnittes 50 im Bereich von ungefähr 1/5 bis ungefähr 1/10 der Dichte des Schaftes 31.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Schaft durch "Metallspritzgießen" hergestellt. Bei dieser Technik wird pulverförmiges Metall mit Kunststoff gemischt, und das Gemisch wird spritzgegossen, und nach dem Spritzgießen wird der Kunststoffteil entfernt, und zwar entweder durch Lö­ sungsextraktion oder durch thermisches "Brake-down", nachdem der Teil auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt wurde. Der resultierende Schaft 31 kann jedoch eine Porosität von 5% beibehalten. Dann wird der Schaft 31 in den Kunststoff- Kopfabschnitt 50 einsatzgegossen, welcher aus einem geeig­ neten Nylon, wie z. B. Nylon St 801 der Firma E.I. Du Pont de Nemours und Company hergestellt werden kann. Der Schaft kann eine Dichte im Bereich von ungefähr 7,4 g/cm³ bis ungefähr 7,8 g/cm³ haben, während der Kopfabschnitt 50 eine Dichte im Bereich von ungefähr 0,9 g/cm³ bis ungefähr 1,4 g/cm³ haben kann. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung hat der Kopfabschnitt 50 eine Dichte von 1,08 g/cm³ und der Schaft 31 eine Dichte von 7,4 g/cm³, so daß das Ver­ hältnis von Schaftdichte zu Kopfabschnittdichte ungefähr 6,5 bis 1 beträgt.

Hieraus resultiert ein Umschaltknopf einer Gesamtmasse von ungefähr 9 g im Vergleich zu vorbekannten Umschaltknöpfen von im wesentlichen der gleichen Größe und Form, deren Masse etwa 22 g beträgt. Diese verringerte Masse und Dichte des Umschaltknopfes 30 und insbesondere des Kopfabschnittes 50 resultiert in einem Umschaltknopf einer Trägheit, die klein genug ist, um eine selbsttätige Richtungsumkehr oder Sper­ rung zu verhindern.

Durch die Erfindung wird somit ein Ratschenkopf und insbe­ sondere ein Umschaltknopf hierfür geschaffen, der einen ein­ fachen und wirtschaftlichen Aufbau hat und sich durch eine geringe Masse und Trägheit auszeichnet, dergestalt, daß ins­ besondere bei maschinell antreibbaren Werkzeugen die Gefahr einer selbsttätigen Richtungsumkehr oder Sperrung vermieden wird.

Claims (10)

1. Umschaltbarer Ratschenkopf mit einem Körper (20), einem Ratschenmechanismus, der in dem Körper angebracht und eine Klauenanordnung sowie eine Abtriebswelle (21) aufweist, die mit der Klauenanordnung (24, 25) in Eingriff rückbar und relativ zu dem Körper (20) drehbar ist und einem Umschalt­ teil (30), der mit der Klauenanordnung gekuppelt und um eine Drehachse zwischen einer Vorwärts- und Rückwärtsstellung wahlweise drehbar ist, um die Klauenanordnung zu betätigen und die Drehrichtung der Abtriebswelle (21) zu steuern, wo­ bei das Umschaltteil (30) einen metallischen Schaft (31) aufweist, dessen inneres Ende zur Kupplung mit der Klauen­ anordnung innerhalb des Körpers (20) angeordnet ist und des­ sen äußeres Ende von dem Körper (20) vorsteht, wobei das Umschaltteil (30) einen Kopfabschnitt (50) aufweist, der mit dem Schaft (31) integral ausgebildet ist und aus einem nicht metallischen Material besteht, dessen Dichte kleiner als die des Schaftes (31) ist, wobei das äußere Ende des Schaftes (31) in den Kopfabschnitt (50) eingebettet ist.

2. Ratschenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schaft (31) eine im wesentlichen kreiszylin­ drische Form hat und der Kopfabschnitt kreisförmig ausgebil­ det ist, wobei der Kopfabschnitt (50) koaxial zu dem Schaft (31) verläuft und einen Durchmesser hat, der wesentlich größer als der des Schaftes (31) ist.

3. Ratschenkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verhältnis des Durchmessers des Kopfabschnittes (50) zu dem Durchmesser des Schaftes (31) zwischen 2 und 3 liegt.

4. Ratschenkopf nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfabschnitt (50) um den Schaft (31) herum einsatzgegossen ist.

5. Ratschenkopf nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dichte des Schaftes (31) zu der Dichte des Kopfabschnittes (50) zwischen 5 und 10 liegt.

6. Ratschenkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das besagte Verhältnis ungefähr 6,5 beträgt.

7. Ratschenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (31) eine Dichte im Bereich von ungefähr 7,4 bis 7,8 g/cm³ hat, und daß der Kopfabschnitt (50) eine Dichte in dem Bereich von ungefähr 0,9 bis 1,4 g/cm³ hat.

8. Ratschenkopf nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfabschnitt (50) aus Kunststoff besteht.

9. Ratschenkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kopfabschnitt (50) aus Nylon besteht.

10. Umschaltknopf für einen umschaltbaren Ratschen­ schlüssel, insbesondere nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, mit einem metallischen Schaft (31) und einem Kopf­ abschnitt (50), der mit dem Schaft (31) an dessen einem Ende integral ausgebildet ist und aus einem nicht metallischen Material besteht, dessen Dichte wesentlich kleiner als die des Schaftes (31) ist, wobei ein Ende des Schaftes (31) in den Kopfabschnitt (50) eingebettet ist.