DE19541786A1 - Steckschlüsseleinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckschlüsseleinsatz mit Innensechskant zum Betätigen von Sechskantschrauben oder Sechskantmuttern.

Steckschlüsseleinsätze mit Innenvierkant zur Aufnahme von Bedienungswerkzeugen und Innensechskant zum Betätigen von Sechskantschrauben sind in der Praxis hinlänglich bekannt. Sie werden entweder von Hand, betätigt wobei als Bedienungswerkzeuge z. B. Quergriffe, Kurbeln, Knarren, Steckgriffe mit Außenvierkant verwendet werden oder maschinell z. B. mittels Elektro- oder Druckluftschraubern betätigt. Die äußere Form der Steckschlüsseleinsätze ist im allgemeinen zylinderförmig resp., je nach Schlüsselweite, zusammengesetzt aus zwei axial aneinandergesetzten Zylindern unterschiedlichen Durchmessers. Die Einsätze weisen an dem einen Ende, dem sogenannten Antriebsende, eine Vertiefung mit quadratischem Querschnitt, den Innenvierkant, zur Aufnahme des Außenvierkants des Bedienungswerkzeuges, und auf der gegenüberliegenden Seite, dem sogenannten Betätigungsende, eine Vertiefung mit sechseckigem Querschnitt zur Aufnahme der Sechskantschraube resp. Sechskantmutter auf. Sie sind zumeist genormt (siehe zum Beispiel DIN 3124 oder 150 2725-1973 für handbetätigte Steckschlüsseleinsätze und DIN 3129 oder ISO 2725-1985 für maschinenbetätigte Steckschlüsseleinsätze), wobei die Normen die Außendurchmesser, die Nenngröße des Innenvierkants, die Länge des Einsatzes und die Tiefe des Innensechskante& festlegen. Durch die Normung des Außendurchmessers wird u. a. dafür Sorge getragen, daß die Steckschlüsseleinsätze am Betätigungsende nur einen bestimmten Raum beanspruchen. Die Durchmesser d₁ am Betätigungsende sind in den oben angeführten Normen übereinstimmend formelmäßig wie folgt festgelegt:

d_1max = 1,25_*s+a
wobei s die Schlüsselweite in mm und a einen in der jeweiligen Norm festgelegten Antriebszuschlag bezeichnen.

Die bekannten Steckschlüsseleinsätze haben alle am Betätigungsende einen kreisrunden äußeren Querschnitt. Dieser kreisrunde Querschnitt ist augenscheinlich die optimale Ausgestaltung für den äußeren Querschnitt. Er soll unter anderem den Vorteil erbringen, daß die Spannungen, die beim Ein- resp. Ausschrauben von Sechskantschrauben auftreten, sich weitgehend gleichmäßig in dem Material verteilen, wodurch eine Rißbildung und somit die Zerstörung der Einsätze weitgehend verhindert wird. Jedoch bringt die rotationssymmetrische Form der Steckschlüsseleinsätze auch einige Nachteile mit sich. Zum einen ist das Beschriften der Einsätze mit der Nenngröße deutlich erschwert, da die Krümmungsradien der Mantelfläche mit 10 bis 40 mm für die gebräuchlichsten Einsatzgrößen recht klein sind. Dadurch wird jedoch auch das Ablesen der Schlüsselweiten erschwert, weshalb es häufig zu Verwechslungen und dem damit verbundenen Zeitverlust kommt. Zum anderen erleichtert die zylindrische Form der Steckschlüsseleinsätze natürlich ein Abrollen derselben auf ebenen und geneigten Flächen, was zu häufigem Herabfallen der Einsätze von der jeweiligen Arbeitsfläche führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckschlüsseleinsatz mit einem Betätigungsende mit Innensechskant, zum Betätigen von Sechskantschrauben oder Sechskantmuttern, zu schaffen, der die oben beschriebenen Nachteile abschwächt, zugleich jedoch den Erfordernissen der Norm betreffend den Durchmesser des Betätigungsendes entspricht und keine wesentliche Verschlechterung im Bezug auf die Spannungsverteilung im Material des Steckschlüsseleinsatzes herbeiführt.

Diese komplexe Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Steckschlüsseleinsatz gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß sein Betätigungsende einen äußeren ovalen Querschnitt mit zwei zueinander senkrechten Symmetrieachsen aufweist, die sich im Zentrum des Innensechskantes schneiden und deren Schnittpunkte mit dem äußeren Oval zwei unterschiedlich lange Achsensegmente definieren, wobei das längste der beiden Achsensegmente durch zwei gegenüberliegende Eckpunkte des Innensechskantes läuft und das äußere Oval in einen Kreis eingeschrieben ist, dessen Durchmesser kleiner oder gleich dem maximalen Normdurchmesser ist.

Unter Oval versteht man im Sinne dieser Erfindung eine symmetrisch zu einer Achse abgeflachte Kreisform die man auch noch als "Unrund" bezeichnen könnte. Eine solche Form kann sich zum Beispiel aus mehreren Kreisbögen zusammensetzen. Sie kann jedoch auch aus elliptischen Bögen zusammengesetzt sein.

Zwei gegenüberliegende Eckpunkte des Innensechskantes, welche eine erste Symmetrieachse definieren, werden erfindungsgemäß durch Bögen überspannt, die einen Krümmungsradius haben der ungefähr dem halben Normdurchmesser entspricht. Dadurch ist in diesem kritischen Bereich die nötige Materialstärke gewährleistet. Im Bereich der zweiten Symmetrieachse weist der erfindungsgemäße Steckschlüsseleinsatz den kleinsten Durchmesser auf. Diese zweite Symmetrieachse schneidet zwei gegenüberliegende Seiten des Innensechskantes in ihrer Mitte. Da in diesem Bereich die Materialstärke der Hülse sowieso größer ist als im Bereich der Eckpunkte, wird die Gesamtfestigkeit des Steckschlüsseleinsatzes durch die erfindungsgemäße Abflachung nur gering beeinflußt. Da die Mantelfläche in diesem Bereich durch die Ovalform jedoch einen größeren Krümmungsradius aufweist als im Bereich der ersten Symmetrieachse entsteht die Unrundform welche das Abrollen des Steckschlüsseleinsatzes erschwert. Dies ist besonders dort von Vorteil, wo die Steckschlüsseleinsätze in großer Höhe zum Beispiel auf einem Gerüst zum Einsatz kommen, da hier durch abrollende und herunterfallende Steckschlüsseleinsätze ein erhebliche Verletzungsgefahr für Personen entsteht, die sich im Bodenbereich in der Nähe des Gerüstes aufhalten.

Weiterhin bewirkt die Abflachung die Ausbildung einer Vorzugsausrichtung bei der Ablage der Steckschlüsseleinsätze, was ein maschinelles Handling derselben zum Beispiel mittels eines automatischen Werkzeugwechslers wesentlich erleichtert. In der Tat entfällt durch die nun ebenfalls gleichbleibende Ausrichtung des Innenvierkantes ein zeitaufwendiges Ausrichten von Innenvierkant des Steckschlüsseleinsatzes und Außenvierkant des Maschinenschraubers.

Die im Bereich der zweiten Symmetrieachse entstehenden relativ schwach gekrümmten Flächen erlauben darüber hinaus eine ausgezeichnete Beschriftung des Steckschlüsseleinsatzes. Weiterhin ist bei Beschriftung der beiden schwach gekrümmten Flächen die Beschriftung immer auf Anhieb sichtbar, da die Steckschlüsseleinsätze bei der Ablage auf die Arbeitsfläche eine Vorzugsausrichtung einnehmen bei der immer eine der beiden schwach gekrümmten Flächen und somit auch die Beschriftung nach oben hin voll sichtbar ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das äußere Oval im wesentlichen aus zwei ersten Kreisbögen deren Zentrum auf dem langen Achsensegment liegt und aus zwei zweiten Kreisbögen deren Zentrum auf dem kurzen Achsensegment liegt. Jeder dieser Kreisbögen überspannt vorteilhaft einen Winkel von zirka 90°, wobei der Radius der zweiten Kreisbögen um mindestens 50% größer als der Radius der ersten Kreisbögen sein soll, und das Zentrum der ersten Kreisbögen mit dem Zentrum des Innensechskantes übereinstimmt.

Um Spannungskonzentrationen zu vermeiden sind vorzugsweise abgerundete Übergänge zwischen den ersten und zweiten Kreisbögen ausgebildet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht, sechskantseitig;

Fig. 2 eine Seitenansicht längs der kurzen Achse, halb geschnitten;

Fig. 3 eine Seitenansicht längs der längsten Achse;

Fig. 4 eine Draufsicht, vierkantseitig.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf das Betätigungsende 10 eines erfindungsgemäßen Steckschlüsseleinsatzes mit Innensechskant 12, welcher den Anforderungen der DIN 3124 oder ISO 2725 entspricht. An seinem Betätigungsende 10 weist der Steckschlüsseleinsatz eine Mantelfläche mit ovalem Querschnitt auf. Das äußere Oval ist im wesentlichen aus vier Kreisbögen 16 bis 22 zusammengesetzt. Es weist zwei Symmetrieachsen S1 und S2 auf, die sich im Zentrum des Innensechskantes 12 schneiden, und ist in einen Außenkreis mit einem Durchmesser D₁ eingeschrieben. Dieser Durchmesser D₁ des umschreibenden Kreises ist leicht kleiner als der in der Norm festgelegte maximale Normdurchmesser d_1max des Betätigungsendes 10.

Die beiden Kreisbögen 18 und 22 weisen einen Krümmungsradius R₁ = D₁/2 auf und haben ihr Zentrum im Zentrum des Innensechskantes. Die beiden Kreisbögen 16 und 20 weisen einen Krümmungsradius R₂ auf, und ihre Zentren liegen auf der Symmetrieachse S2. Der Krümmungsradius R₂ ist so zu wählen, daß an den vier von ihnen überspannten Eckpunkten des Innensechskantes 12 eine Mindestwandstärke des Steckschlüsseleinsatzes nicht unterschritten wird. Damit ist gewährleistet, daß die bei bestimmungsgemäßem Einsatz auftretenden Kräfte auf die Sechskantschraube übertragen werden können ohne den Steckschlüsseleinsatz zu zerstören. In den meisten Fällen ergibt sich eine optimale Form wenn 2 R₁ < R₂ < 1,5 R₁ ist.

Man beachte ebenfalls, daß die längste Achse des Ovals derart angeordnet ist, daß sie zwei gegenüberliegende Eckpunkte des Innensechskantes 12 umfaßt. Die kürzeste Achse des Ovals ist dagegen derart angeordnet, daß sie zwei gegenüberliegende Seiten des Innensechskantes 12 jeweils in der Mitte schneidet. Die Abflachung des Querschnitts des Steckschlüsseleinsatzes befindet sich demnach in einem spannungsmäßig relativ unkritischen Bereich.

Die Übergänge zwischen den einzelnen Kreisbögen 16-22 sind, wie aus den Fig. 1 und 4 ersichtlich, abgerundet. Dadurch vermeidet man weitgehend Spannungskonzentrationen die zu Rißbildungen führen könnten.

Die Fläche 24 (Fig. 2 und 3) die wegen dem großen Krümmungsradius R₂ eine weitaus geringere Krümmung aufweist als die Mantelflächen klassischer Steckschlüsseleinsätze, bietet den Vorteil, daß sie sich wesentlich leichter beschriften läßt als zylindrische Mantelflächen. Die unrunde Form des Querschnitts verhindert zudem ein Abrollen des Steckschlüsseleinsatzes auf ebenen Flächen.

Fig. 4 zeigt das Antriebsende 26 des Steckschlüsseleinsatzes mit dem Innenvierkant 28, der der internationalen Norm ISO 1174-1975 entspricht.

Für den Fall, daß der Außendurchmesser an dem Betätigungsende kleiner ist als der Durchmesser an dem Antriebsende, so ist die erfindungsgemäße Abflachung der Mantelfläche an dem Antriebsende durchzuführen.

Claims (7)

1. Steckschlüsseleinsatz mit einem Betätigungsende (10) mit Innensechskant (12) zum Betätigen von Sechskantschrauben oder Sechskantmuttern, wobei für das Betätigungsende (10) ein maximaler Normdurchmesser festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsende (10) einen äußeren ovalen Querschnitt mit zwei zueinander senkrechten Symmetrieachsen (S1 und S2) aufweist, die sich im Zentrum des Innensechskantes (12) schneiden und deren Schnittpunkte mit dem äußeren Oval zwei unterschiedlich lange Achsensegmente definieren, wobei das längere der beiden Achsensegmente durch zwei gegenüberliegende Eckpunkte des Innensechskantes (12) läuft und das äußere Oval in einen Kreis eingeschrieben ist, dessen Durchmesser (D1) kleiner oder gleich dem maximalen Normdurchmesser ist.

2. Steckschlüsseleinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Oval im wesentlichen aus zwei ersten Kreisbögen (18 und 22) deren Zentrum auf dem langen Achsensegment liegt und aus zwei zweiten Kreisbögen (16 und 20) deren Zentrum auf dem kurzen Achsensegment liegt besteht.

3. Steckschlüsseleinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kreisbögen (16-22) einen Winkel von zirka 90° überspannt.

4. Steckschlüsseleinsatz nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den ersten und zweiten Kreisbögen abgerundete Übergänge ausgebildet sind.

5. Steckschlüsseleinsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R2) der zweiten Kreisbögen um mindestens 50% größer als der Radius (R1) der ersten Kreisbögen ist.

6. Steckschlüsseleinsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrum der ersten Kreisbögen (18 und 22) mit dem Zentrum des Innensechskantes übereinstimmt.

7. Steckschlüsseleinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Oval im wesentlichen elliptische Kurven umfaßt.