CN102312893A - 螺钉和用于识别螺钉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种螺钉，该螺钉具有一个钉头，其朝向尖端的下面具有压花。所述下面分成至少五个等大小的扇形区。至少五分之三的扇形区具有一种相同的由压花构成的图案并且至少一个扇形区设有一种由压花构成的不同的图案或没有压花。

Description

螺钉和用于识别螺钉的方法
技术领域
在建筑业中借助一个电动螺丝刀安装螺钉。电动螺丝刀设有一个可调的转矩离合器，当螺钉的一个反作用转矩超过一个调好的额定值时，转矩离合器终止一个拧紧过程。至今使用者利用多次尝试对额定值进行调整。面对大量不同的螺钉及其特性，转矩的自动调整只是有限可能的。就顾客方面来说，螺钉在钉头上配备可见的标记是遭到拒绝的，特别是当钉头在装配以后仍然可见时则尤其如此。
发明内容
一个目的在于，提供一种螺钉，它支持一种自动识别。
本发明涉及一种螺钉，其钉头具有一个朝向尖端的具有压花的下面。该下面分成至少五个等大小的扇形区。五分之三的扇形区具有一种相同的由压花构成的图案并且至少一个扇形区设有一种由压花构成的不同的图案或没有压花。扇形区的数目优选在五与十五之间的范围内。
一种按照本发明的用于螺钉的识别方法具有以下步骤。在一个自旋螺钉的区域内产生一个磁场。借助一个磁场敏感的传感器在钉头的区域内检测磁场的通过自旋螺钉引起的变化。将检测的变化与保存在一个存储装置中的为一些螺钉配置的变化样本进行比较。
所述压花是成形到下面中的标记。在旋转螺钉时，各压花产生磁化率的一种有特征的变化。一个例如具有一个用于产生一个磁场的永久磁铁和一个传感器线圈的磁场传感器可以检测这种变化。可以基于所述变化的频谱进行螺钉的识别。相互旋转对称的具有相同压花图案的各扇形区有助于在基本频率中的振幅。基本频率通过螺钉旋转的转数和扇形区的数目预定。除在基本频率中的振幅外，由于缺少压花亦即不旋转对称的扇形还在低频率中区产生进一步的振幅。低频率是基本频率的一些整数的分数，其中分母是扇形区的数目。振幅和频率的比值产生一个有特征的标志，它在相当大程度上与螺丝刀的转数、磁场的绝对强度、传感器的敏感度无关。
当两个扇形区通过螺钉绕其轴线的旋转进入重叠时，两个扇形区的一种图案被看作是相同的。螺钉为此必须旋转的角度是360/N度的一个整数倍，其中N表示扇形区的数目。当图案对空间的磁化率的影响相同时，所述图案则特别被认为是相同的。为此在钉头的高度上与钉头径向隔开间距地在一个固定的角位置确定该磁化率。由不可磁化的材料例如塑料构成的垫圈和结构没有影响。
一种实施形式的特征在于，一个第一压花沿一个旋转方向离一个第二压花最近，而一个第三压花相反于该旋转方向离第二压花最近，其特征在于，一个在第一压花与第二压花之间的第一角度不同于一个在第二压花与第三压花之间的第二角度。第一角度在此可以为第二角度的两倍大。
一种实施形式设定，其中两个压花以一个最小的角度隔开间距并且其中每个压花以最小的角度的一个整数倍与第一压花隔开间距。从一个压花开始，可以通过一个绕最小角度多倍的旋转达到另一压花的每一位置。整数倍例如处在5至15的范围内。
一种实施形式设定，所述压花或所述压花的至少一个区段距轴线的径向间距大于钉头直径的六分之二。为了识别螺钉，各压花主要在螺钉的边缘上具有重要性。在一个内部的区域在轴线附近可以设置另外的压花用于其他的目的。另外的压花可以以一种任意的旋转对称性或无旋转对称性地设置。
一种实施形式设定，各压花是径向延伸的凹槽或径向延伸的筋条。
附图说明
下面借助各示例性的实施形式和附图的描述说明本发明。其中：
图1一个螺钉的纵剖面图；
图2图1的螺钉的一种下面；
图3螺钉的一种备选的下面；
图4螺钉的一种备选的下面；
图5一个螺丝刀。
在附图中通过相同的附图标记表示相同的或功能相同的元件，对此不做另外说明。
具体实施方式
图1示出一个自攻丝螺钉1的一个示例性的结构的纵剖面图。图2示出螺钉1的仰视图。螺钉1沿一条轴线5具有一个钉头2、一段螺纹3和一个尖端4。尖端4具有一个或两个刀刃6，用于钻入到一个金属的工件例如一块薄钢板中。这些刀刃6可以切削地切除金属或使金属成形，以便产生一个用于螺纹3的孔。任选的由弹性的塑料例如硅树脂构成的中间垫圈7可以贴靠在钉头2的一个下面8上。中间垫圈7可以用作密封元件，用于水密地封闭所述孔。
在钉头2的金属的下面8上至少在边缘9的附近设置四个在相当大程度上相同的、径向延伸的、沿轴向方向凸出的筋条10。作为备方案，可以将各筋条10压入下面8中而成形为凹槽。筋条10优选由与钉头2相同的材料例如铁、钢或一种另外的硬磁或软磁材料构成。例如可以通过对钉头2的下面8进行压花来制造筋条10。邻接的筋条10相互绕轴线5旋转一个72°的角度11或一个144°的角度12地设置。在各筋条10之间的角度11、12的最大公约数为72°。其中每个筋条10通过螺钉1绕其轴线5的旋转可以与其他的筋条10进入重叠。在此使螺钉1旋转72°的整数倍。下面8因此差不多具有一种五数的旋转对称性。但这通过无筋条的位置13而被中断。在螺钉1中，当使螺钉1旋转一个整数倍时，四个筋条10中的三个分别与一个另外的筋条10到达重叠。但其中一个筋条10与空的位置13到达重叠。
下面8分成五个等大小的扇形区14。等大小应该意味着，相对于轴线的内角分别是等大小的，在实例中为72°。在其中四个扇形区14中设置筋条10。筋条10的设置在四个扇形区14的每一个中是相同的。在第五扇形区14中没有筋条10设置在位置13上，在该位置在其他四个扇形区14内是一个筋条10。
图3示出下面8的另一种实施形式，包括各具有两个筋条20的四对。在一对内的各筋条20相互以一个10°的角度21设置。所述这些对形成一种图案，它多倍地沿圆周重复。一对与另一对通过旋转一个等于72°的整数倍的角度22到达重叠。72°是最大的角度(在从0°至360°的合理的范围内)，对于该角度，确保一种这样的图样。至少其中三对在一种任意选择的倍数情况下处于一个在旋转之前三对已占有的位置上。
也可以将螺钉继续旋转较小的步例如一度，直到在一种适合的整数倍情况下亦即72、144等情况下，一对已到达另一对的位置。但在1至73范围内的大多数倍数时都没有达到各对的重叠，而只是其结构的部分到达重叠。在一种等于十、82、154等的整数倍情况下，各筋条20只有一半在旋转之前进入其他的筋条20的位置。
下面8可以分成五个等大小的扇形区23。在其中四个扇形区23内各设置一个由筋条20构成的相同的图案。一个第五扇形区23在位置24没有筋条，在该位置，其他的四个扇形区23已设置其各筋条20。由此产生下面8的五数对称性的一种中断。
图4示出下面8的另一种实施形式。各圆形的压花30设置在下面8的一个外面的环31中。外面的环31具有例如一个为下面8的直径33的三分之二的内径32。在轴线3附近在一个内部的圆34中可以设置一些筋条35。可以出于各种各样的原因设置各筋条35，例如为了引起下面8与一个基础啮合。对于该实施形式重要的是在外面的圆31中的各压花30。它们以72°的整数倍的角间距36彼此设置。在一个各压花30在旋转72°时所进入的位置37上没有设置压花。下面8具有五个等大小的扇形区38，其中只研究外面的环31。其中四个扇形区38设有相同的压花30，一个第五扇形区38在位置37没有压花。
一种螺丝刀40，例如一种电动螺丝刀，具有一个用于螺钉1的识别装置41。识别装置41包括一个有源的磁场传感器42，它测定在钉头2附近的磁化率的变化。一个磁场敏感的传感器元件43沿轴线5设置在钉头2的高度上。传感器元件43可以例如设置在螺丝刀40的一个套筒形的深夹头45的一个工件侧的前端44上。磁场传感器42的一个永久磁铁46产生一个穿过钉头2的磁场。传感器元件43检测磁场的通过被旋转的压花而引起的变化和其对局部的磁化率的影响，例如对含铁材料和无铁材料特别是空气和塑料的周期变换的影响。
识别装置41检测传感器元件43的信号。一个频谱分析器47测定，在该信号中包含哪些具有一个显著振幅的频率。也可以从频谱中屏蔽那些大于螺钉1的一个测定的转数的频率。将频谱与保存在一个数据存储器48中的各频谱进行比较。在数据存储器48中保存了具有所属特征的频谱的所有螺钉类型。

Claims (10)

1.螺钉(1)，其钉头(2)具有一个朝向尖端(4)的具有压花(10，20，50)的下面(8)，并且该下面分成至少五个等大小的扇形区(14，23，51)，其特征在于，至少五分之三的扇形区(14，23，51)具有一种相同的由压花(10，20，50)构成的图案并且至少一个扇形区设有一种由压花构成的不同的图案或没有压花。
2.按照权利要求1所述的螺钉，其特征在于，所述下面分成最多十五个扇形区。
3.按照权利要求1或2所述的螺钉，其特征在于，一个第一压花(10)沿一个旋转方向离一个第二压花(10)最近，而一个第三压花(10)相反于该旋转方向离第二压花(10)最近，其特征在于，一个在第一压花(10)与第二压花(10)之间的第一角度(11)不同于一个在第二压花与第三压花之间的第二角度(12)。
4.按照权利要求3所述的螺钉，其特征在于，第一角度(11)为第二角度(12)的两倍大。
5.按照上述权利要求之一所述的螺钉，其特征在于，其中两个压花以一个最小的角度(11)隔开间距并且其中每个压花以最小的角度(11)的一个整数倍与第一压花隔开间距。
6.按照权利要求5所述的螺钉，其特征在于，其中每个压花与其他的压花以在最小的角度(11)的5至15的范围内的一个整数倍隔开间距。
7.按照上述权利要求之一所述的螺钉，其特征在于，所述压花(50)或所述压花的至少一个区段距轴线(5)的径向间距大于钉头(8)的直径(38)的六分之二。
8.按照上述权利要求之一所述的螺钉，其特征在于，所述压花是径向延伸的凹槽或径向延伸的筋条。
9.用于螺钉的识别方法，具有下列步骤：
在一个自旋螺钉的区域内产生一个磁场；
借助一个磁场敏感的传感器在钉头的区域内检测磁场的通过自旋螺钉引起的变化，和
将检测的变化与保存在一个存储装置中的为一些螺钉配置的变化样本进行比较。
10.按照权利要求9所述的识别方法，其特征在于，使螺钉旋转。
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