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Hintergrund der Erfindung
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In
dem
US-Patent 4,938,108 des
gleichen Erfinders (hierin anschließend als "das frühere Patent" bezeichnet) wird ein gegen Diebstahl
sicherndes Befestigungssystem offenbart, welches einen drehbaren
Schlüssel
einschließt,
der so aufgebaut ist, dass er an dem Kopfabschnitt eines Befestigungsmittels
angreift. Der Schlüssel
und das Befestigungsmittel weisen zumindest drei Kugelgelenke auf, die über die
Achse des Befestigungsmittels verteilt sind. Jedes dieser Kugelgelenke
schließt
eine Kugel in dem Schlüssel
und eine Aufnahme in dem Kopfabschnitt des Befestigungsmittels ein,
wobei jede Aufnahme mit einem kreisförmigen Querschnitt um eine Achse
der Aufnahme versehen ist, die in einem spitzen Winkel zur Achse
des Befestigungsmittels verläuft.
Der Schlüssel
weist einen lösbaren
Aktuator auf, um die Kugeln in ihre entsprechenden Aufnahmen zu
drücken,
vorbereitend für
die und während der
Drehung des Schlüssels
um die Achse des Befestigungsmittels. Um zu verhindern, dass die
Kugeln aus dem Kopf herausgelöst
werden, während
sie in die Aufnahmen gedrückt
werden, wird der Kopfabschnitt für
jede Aufnahme mit einem Überhang
ausgestaltet, der sich über
einen Teil der Kugel erstreckt. Ein Bedürfnis für eine Hilfseinrichtung zum
Vorspannen der Kugeln aus ihren Aufnahmen heraus nach einer Freigabe
des Aktuators wurde dadurch vermieden, dass jeder Überhang
mit einem äußeren Rand versehen
wird, näher
an der Achse des Befestigungsmittels als an einem Mittelpunkt der
entsprechenden Kugel des Kugelgelenks liegt. Eine Betätigung des
Befestigungsmittels mit einem herkömmlichen Schlüssel wird
verhindert, indem der Kopfabschnitt mit sich nach außen erstreckenden
Anschrägungen
an den Aufnahmen und andererseits um die Befestigungsachse versehen
wird.
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Bestimmte
Beschränkungen
des Systems des früheren
Patents haben den Erfinder dazu gebracht, den dort offenbarten konzeptionellen
Ansatz weiter zu entwickeln. Die wesentliche Beschränkung bezieht
sich auf Verfahren des Festhaltens oder Angreifens an den Kugeln
durch den Schlüssel.
Wie man eindeutig erkennt und wie beschrieben, sind die Kugeln in
den in dem Aktuator des Schlüssels
ausgebildeten Aufnahmen eingeschlossen. Um zu vermeiden, dass die
Kugeln frei aus ihren Aufnahmen herausfallen können (während des Nichtgebrauchs des Schlüssels) ist
es zwangsweise so, dass eine umlaufende Barriere vorgesehen werden
muss – entweder kontinuierlich
oder zumindest bei drei in gleichen Abständen vorgesehenen Positionen
("Überhang" oder "Kanten" 84 in den 2A und 2B des
früheren
Patents). Die Erfüllung
dieser Bedingungen diktierten, dass die exponierten "aktiven" Abschnitte einer
jeden Kugel kleiner sind als deren Hälfte und praktisch nur ungefähr ein Drittel
betragen.
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Dieses
unvermeidliche Bedürfnis
hat zu folgenden Nachteilen geführt:
Es begrenzt die Menge an Drehmoment, die auf den Schlüssel abhängig von der
Stärke
des Werkstoffes (Metall), aufgewandt werden kann, aus dem die Schrauben
hergestellt sind; und es hat eine Grenze für die Miniaturisierung des Grades
des Werkzeugs gezogen. Beispielsweise werden Schrauben von etwa
3 mm Durchmesser ausgeschlossen, soweit das System aus dem früheren Patent
betroffen ist.
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Aus
einem anderen, allerdings aus dem vorstehenden folgenden Aspekt
ist das System des früheren
Patentes gut in Bezug auf eine kuppelförmige (halbkugelförmige oder
Rundkopf-)Schraube anwendbar. Dies liegt an dem Umstand, dass zum
Sicherstellen eines glatten, unbehinderten Freigebens der Kugeln
aus den Aufnahmen im Schraubenkopf zurück in die Aufnahmen im Schlüssel beide
aufeinander ausgerichtet sein müssen
und die gemeinsame Achse von beiden (bezeichnet als 352 in
der 2A des früheren Patents) in einem spitzen
Winkel relativ zur Längsachse
der Schraube angeschrägt sein
muss. Daher sind andere Schrauben als Rundkopfschrauben (oder -Muttern)
wie beispielsweise PAN-Schrauben oder Senkschrauben (oder flachköpfige Schrauben)
ungeeignet, um mit dem Schlüsselsystem
nach dem früheren
Patent gehandhabt zu werden.
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Es
ist daher eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
vorstehend aufgelisteten und weitere Nachteile aus dem System des
früheren Patents
zu überwinden,
während
sie unverändert
die hervorragenden Vorteile desselben aufrechterhalten.
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Es
ist außerdem
eine Aufgabe der Erfindung, die Kugelkonfiguration durch eine zu
ersetzen, die verbesserte Übertragungsfähigkeiten
des Drehmoments ermöglicht.
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Kurzfassung der Erfindung
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Auf
diese Weise wird entsprechend der Erfindung ein Befestigungswerkzeug
zum Festziehen/Lösen
von Befestigungsmitteln mit einem Schraubgewinde, wie beispielsweise
Schrauben oder Muttern, vorgeschlagen, mit einem Kopf, der mit einer
Reihe von zumindest 3 ersten Ausnehmungen ausgebildet ist, die um
ihn herum eingesetzt sind, wobei das Werkzeug aufweist: Wenigstens
3 erdnussförmige, versetzbare
Schließkörper, die
einen ersten im Wesentlichen kugelförmigen Abschnitt, einen zweiten, im
Wesentlichen kugelförmigen
Abschnitt und einen dazwischen angeordneten eingeschränkten Halsabschnitt
besitzen; wobei die ersten Ausnehmungen so aufgebaut sind, dass
sie die ersten kugelförmigen Abschnitte
aufnehmen; ein Sitzelement, das mit einer Reihe von wenigstens drei
zweiten Ausnehmungen ausgebildet ist, die so aufgebaut sind, dass
sie die zweiten kugelförmigen
Abschnitte aufnehmen; und eine Einrichtung zum Kippen der Schließkörper um ihre
Halsabschnitte aus einer Position, in welcher die zweiten kugelförmigen Abschnitte
in den zweiten Ausnehmungen sitzen, in einer Position, in welcher die
ersten kugelförmigen
Abschnitte in den ersten Ausnehmungen sitzen, und umgekehrt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Diese
und weitere kennzeichnende Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
im Licht der folgenden Beschreibung von mehreren bevorzugten Ausführungsbeispielen
noch einfacher verständlich werden,
die lediglich als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
angegeben werden, in welchen:
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1 eine
teilweise geschnittene Ansicht eines Befestigungswerkzeuges gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer Position vor dem Ansetzen an
einer Schraube mit Rundkopf ist;
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2 eine
Draufsicht auf das Werkzeug aus 1 ist;
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3 ein
Werkzeug aus 1 in einer Stellung zeigt, in
der an der Schraube angegriffen wird;
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4 ein
Detail eines Werkzeugs und einer Schraube aus 1 in
einem vergrößerten Maßstab ist;
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5 einen
Rohling eines Schlüsselkopfs zeigt,
bevor die Einsetzplätze
vorbereitet werden;
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6 den
Fräsvorgang
veranschaulicht, durch welchen die Einsetzplätze eingearbeitet werden;
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7 einen
Weg des Zusammenbaus der Hülse
für das
Betätigen
des Schlüssels
und der Schließkörper veranschaulicht;
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8 einen
alternativen Weg des Befestigens der Hülse für das Betätigen des Schlüssels zeigt;
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9 den
Schlüssel
aus 8 in einer Position beim Angreifen an einer Schraube
mit Rundkopf zeigt,
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10 eine
modifizierte Ausführungsform eines
Schlüsselkopfs
in einem Zwischenstadium beim Zusammenbau veranschaulicht;
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11 den
Kopf aus 10 in einer Vorbereitungsposition
zeigt;
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12 den
Kopf aus 11 in einer betätigenden,
an dem Rundkopf einer Schraube angreifenden Position zeigt;
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13 und 14 den
Kopf zum Einen in einer Ruheposition zur Vorbereitung und zum Anderen
in einer Betätigungsposition
hinsichtlich eines Befestigungsmittels mit einem PAN-Kopf zeigen;
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15 eine
Seitenansicht eines weiteren für Senkschrauben
geeigneten modifizierten Schlüsselkopfes
ist;
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16 eine
Schnittansicht eines Schlüsselkopfs
aus 15 ist;
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17 den
Schlüssel
aus 16 in einer Position zeigt, in der er an einer
Flachkopfschraube angreift;
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18 ein
Schlüsselwerkzeug
gemäß der Erfindung
zeigt, dass mit einem erweiterten Handgriff betätigt wird;
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19 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines Werkzeugkopfes aus 18 in
einer Ruhestellung ist; und
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20 den
Kopf aus 19 in einer Betätigungsposition
zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsbeispielen
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Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 4 wird ein
Schlüsselkopf 10 gezeigt,
der aus einem Sitzelement 12, einer Hülse 14 für die Betätigung und vier
(in diesem Beispiel) erdnussförmigen
Schließkörpern 16 aufgebaut
ist. Die Körper
weisen erste und zweite kugelförmige
Abschnitte 16a und 16b und dazwischen einen eingeschränkten Hals-
oder Hüftabschnitt 16c auf.
Es sollte betont werden, dass der Durchmesser der kugelförmigen Abschnitte 16a und 16b nicht
identisch sein muss, noch muss eine lineare Ausrichtung vorliegen,
wie noch im Licht der folgenden Beschreibung verständlich werden
wird.
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Ebenso
ist in 1 eine Schraube 18 mit Rundkopf gezeigt.
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Bei
genauerer Betrachtung ist das Sitzelement 12 des Schlüssels mit
einer quadratischen (oder anders geeignet geformten) Ausnehmung 20 ausgebildet,
um dort hinein den Handgriff (nicht dargestellt) eines Schlüssels in
herkömmlicher
Weise einzuführen.
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An
einander gegenüberliegenden
Seiten ist das Sitzelement mit vier kugelförmigen Ausnehmungen ausgebildet,
in die die oberen Abschnitte 16a der erdnussförmigen Schließkörper 16 passen.
Dies kann bequem durchgeführt
werden, indem kugelförmige
Fräsköpfe M verwendet
werden, die schematisch in der 6 gezeigt
sind, beginnend mit einem Rohling als Werkstück 24, wie es in 5 gezeigt
ist. Das Fräsen
wird fortschreitend längs
eines gekrümmten
Weges vorgenommen, so dass eine hebelähnliche abgerundete Rippe 26 erhalten
wird, die so aufgebaut ist, dass sie den halsähnlichen Abschnitt 16c des
Schließkörpers 16 trägt, der
sich zwischen den Abschnitten 16a und 16b erstreckt.
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Es
ist daher klar, dass deshalb die Körper 16 so passen,
dass sie um die Rippe 26 schwenken, schaukeln oder kippen,
und so den Halsabschnitt 16c tragen, aus einer vorbereitenden
Stellung gemäß 1 (und 7)
in die an der Schraube angreifende Position aus der 3 und
umgekehrt; wie noch in näheren
Einzelheiten weiter unten erläutert
werden wird, ist diese kippende Bewegung eines der wesentlichen
Merkmale der vorliegenden Erfindung.
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In
der gekippten Stellung bauchen sich die Abschnitte 16b in
einen Raum 28, der von einer teilweise kugelförmigen Ausnehmung 30 gebildet
wird, die in den Rohling 24 (5) eingearbeitet
wird und an den Kopf der Schraube 18 angepasst ist.
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Die
kippende Bewegung der Körper 16 kann auf
verschiedenen Wegen bewirkt werden. Bequem und in den 1 bis 4 als
Beispiel gezeigt (siehe aber auch alternative Anordnungen in den 8, 11 und 15)
wird eine Hülse 14 zur
Betätigung
eingesetzt, die zwischen einer oberen Position, die durch einen
ersten federartigen geschlitzten Ring 32 begrenzt wird,
der in einem kreisförmigen
Einschnitt 34 (1) eingesetzt ist, und einer
unteren Position (3) liegt, in der ein zweiter
federnder geschlitzter Ring 36 in einem kreisförmigen Einschnitt 38 aufgenommen
ist (siehe den Zusammenbauvorgang, der in der 7 dargestellt
ist). Diese Bewegung wird zu einem Erfassen der zweiten Abschnitte 16b durch
den Ring 36 führen,
wodurch die kippende Bewegung der Schließkörper 16 um ihre entsprechenden
Rippen 26 herbeigeführt
wird.
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Eine
Schraube 18 mit einem Rundkopf ist mit vier Ausnehmungen 18a ausgebildet,
die in gleichen Winkelabständen
verteilt sind (abhängig
davon, dass das gleiche für
die Sitzausnehmungen 22 gilt), so dass das Angreifen an
ihr durch die Betätigung
einer Betätigungshülse 14 in
einer Weise analog zu derjenigen aus dem früheren Patent durchgeführt wird.
Allerdings und von erheblicher Wichtigkeit wie bereits erwähnt ist
es, dass die Abschnitte 16b in die Ausnehmungen 18a wesentlich
tiefer hineinreichen, als dies in dem System des früheren Patents
erreicht wurde; die Hälfte
oder sogar noch mehr des Durchmessers verglichen mit einem knappen
Drittel. In Begriffen der Fähigkeit
zur Übertragung
eines Drehmoments stellt dies eine höchst signifikante Verbesserung
dar, wie für
den Fachmann leicht verständlich wird.
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Es
wird außerdem
gern gesehen werden, dass die Schließkörper 16 wesentlich
fester durch das durch die untere Kante 40 verstärkte Sitzelement 12 gestützt werden,
welche Kante in dem Design des Systems des früheren Patentes nicht existiert.
Es sollte allerdings auch in diesem Zusammenhang zugegeben werden,
dass die Zahl der unterschiedlichen Kombinationen hinsichtlich der
Positionen der Schließkörper 16 verglichen
mit derjenigen, die von dem System des früheren Patentes angeboten wird, begrenzt
ist; daher ist das Schlüsselwerkzeug
dieser Erfindung nicht in erster Linie für diebstahlsichere Anwendungen
einsetzbar.
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Das
Verfahren zum Herstellen und Zusammensetzen des Schlüsselwerkzeugs 10 wurde
bereits kurz oben in Verbindung mit den 5 bis 7 beschrieben.
Eine besondere Aufmerksamkeit sollte vielleicht auf die Vorbereitung
der kreisförmigen
Einschnitte 42 gerichtet werden, die eine Einschnappbefestigung
des zweiten geschlitzten Rings 36 ermöglichen und dann auf die Körper 16,
während
der Ring 14 als letztes von oben angebracht wird, nachdem der
geschlitzte Ring in den Einschnitt 38 einklickt. Die Betätigungshülse wird
dann weiter über
die Körperabschnitte 16a und
in den Raum rund um den Halsabschnitt 16c abgesenkt. Erst
dann wird der geschlitzte Ring 32 innerhalb des Einschnittes 34 platziert,
um die Aufwärtsbewegung
der Betätigungshülse 14 zu
begrenzen und ein nicht beabsichtigtes Auseinandernehmen der Einheit
zu vermeiden.
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Die 8 und 9 zeigen
eine Ausführungsform,
die im wesentlichen die gleiche wie die vorherige ist, sich jedoch
beim Anbringen hinsichtlich der Betätigungshülse 114 unterscheidet,
nämlich
dadurch, dass die Betätigung
derselben durch eine Drehbewegung anstelle einer Gleitbewegung erreicht
wird. Zu diesem Zweck wird ein spiralförmiger Schlitz 150 in
den Umfang des Sitzelements 112 eingebracht, in welchem
eine Kugel 152 zum Gleiten angepasst ist, wenn die Hülse 114 gedreht
wird, was die Hülse
dazu zwingt, sich in die betätigende,
an der Schraube angreifende Stellung aus der 9 abzusenken.
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In
der weiter modifizierten Ausführungsform, die
in den 10 bis 12 dargestellt
ist, wird der untere geschlitzte Ring (36; 136)
durch eine bogenförmige
umgebende Lippe 260 ersetzt und der untere Abschnitt des
Sitzelements 212, der den Rand (40 in 1)
einschließt,
existiert nicht.
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In
diesem Aufbau der Gestaltung wird die Betätigungshülse 214 zunächst von
unterhalb des Sitzelements 212 des Schlüsselkopfs zusammengesetzt.
Die relativen Verhältnisse
der das Kippen abstützenden
Rippe 226 auf der einen Seite und der Kante der Lippe 260 in
der Zusammenbauposition wie in 10 dargestellt
auf der anderen Seite sind so, dass der obere Abschnitt 216a bis
zu seinem Sitz 222 (markiert mit einem gestrichelten Kreis)
hindurchgeführt
werden kann. Die Hülse 214 wird schließlich durch
einen Stift 272 abgesichert, der durch einen Schlitz 274 passt,
dessen Länge
die auf- und ablaufende Bewegung der Hülse zwischen der vorbereitenden
und der angreifenden Position definiert – 11 und 12.
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Die
Wichtigkeit dieser Version des Aufbaus beruht darauf, dass sie eine
Anwendung des Schlüssels
auf Schrauben mit PAN- und mit flachem Kopf (Senkschrauben) ermöglicht,
die in den 14 und 17 dargestellt
ist.
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Demzufolge
ist eine PAN-Schraube 318 in den 13 und 14 so
dargestellt, wie sie durch die Schließkörper 316 angegriffen
wird, nachdem diese über
eine Lippe 360 gekippt wurden.
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In
der Ausführungsform
in den 15 bis 17 besitzt
die zuvor beschriebene kontinuierliche Lippe (260; 360)
die Form von vier (in dem vorliegenden Beispiel) diskreten Fingern 470,
die klein genug sind, um teilweise in die entsprechenden Ausnehmungen
der Schrauben eingeführt
zu werden, die benötigt
werden, um die unteren verschließenden Körperabschnitte 416b in
die gekippte Stellung zu drücken.
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Man
bemerke auch, dass die hin- und her laufende Bewegung eines Betätigungsrings 414 in diesem
Falle strikt linear sein muss. Es ist daher Voraussetzung, einen
Stift 472 und einen Schlitz 474 oder eine andere äquivalente
bekannte Anordnung für
eine linear geführte
Bewegung der Hülse 414 zu verwenden.
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In
den 18 bis 20 wird
beispielhaft die Verwendung eines Schlüsselwerkzeugs 510 dargestellt,
das aus der Entfernung als Schraubenschlüssel oder als Schraubenzieher
verwendet werden kann, der insgesamt mit 580 bezeichnet
wird. Das Element 512 des Schlüssels ist verlängert und mit
einem Handgriff 582 versehen. Die Betätigungshülse 514 wird mit Verlängerunsstäben 584 mit
einer Gleitscheibe 586 verbunden, die so aufgebaut ist, dass
sie durch die Finger eines Benutzers (nicht dargestellt) gegen die
Spannung von Spiralfedern 588 nach oben gezogen werden
kann, die die Betätigungshülse 514 nach
unten drücken,
indem die Feder zwischen einer Stoppscheibe 600 und dem
Boden von Blindbohrungen 602 zusammengedrückt wird.
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Die
Betätigung
des Auslösers 580 des Schlüssels ist
selbsterklärend
und muss nicht in größeren Einzelheiten
näher erläutert werden.
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Es
ist daher nun erreicht worden, dass die Erfindung so wie oben offenbart
einen größeren technischen
Fortschritt verglichen mit den ähnlichen
Geräten
aus dem Stand der Technik schafft, einschließlich aber nicht nur begrenzt
auf das frühere
Patent.
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Für Fachleute,
denen diese Erfindung vorgelegt wird, wird es leicht sein, zahlreiche Änderungen, Variationen
und Modifikationen aufzunehmen, die bewirkt werden können, ohne
sich von dem Umfang der Erfindung zu entfernen, wie er in den beigefügten Ansprüchen gegeben
ist.