DE10144990A1

DE10144990A1 - Composite bit for screwdriver is manufactured from two segments made respectively of hard pressed and sintered metal and steel

Info

Publication number: DE10144990A1
Application number: DE10144990A
Authority: DE
Inventors: Guenter Holland-Letz; Horst Holland-Letz
Original assignee: Felo Werkzeugfabrik Holland Letz GmbH
Current assignee: Felo Werkzeugfabrik Holland Letz GmbH
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-02-27

Abstract

The screwdriver bit is made of two segments each made of a different material. The short tip (1) may be of cruciform shape and may be made of hard metal, which has been pressed to shape and then sintered. The penetrating segment (2) is made of steel, welded or soldered to the tip after matching of an anchoring projection (12) in a recess in a drive portion or second segment (14).

Description

Die Erfindung betrifft Schraubendreher-Einsätze und Schäfte für Handschraubendreher und -Klingen. Derartige Schraubendreher-Einsätze werden bisher aus legierten Werkzeugstählen hergestellt und erreichen nach dem Vergüten eine Gebrauchshärte von ca. 60 bis 64 HRC. Insbesondere bei der Benutzung in Kraftschraubern unterliegen die aus Werkzeugstahl hergestellten Schraubendreher-Einsätze an der Funktionsspitze einem relativ hohen Verschleiß, weil die Beanspruchung höher ist als bei einem Handschrauber. Bei Einsatz der Schrauber im gewerblichen Bereich, insbesondere auch bei der Schraub-Montage in einer automatisierten Fertigung, wird angestrebt, höhere Standzeiten der Schraubendreher-Einsätze zu erreichen. Eine Verbesserung wird durch eine Hartstoff-Beschichtung erreicht, wie sie von EP 0 439 501 B1 bekannt ist. Da eine solche Hartstoff-Beschichtung nur eine geringe Dicke haben kann und das Grundmaterial die für Schraubendreher-Einsätze übliche Festigkeit hat, ist die durch diese Ausführungsart erreichte Verbesserung der Standzeit noch nicht so hoch, wie sie gewünscht wird. The invention relates to screwdriver bits and shafts for Hand screwdriver and blades. Such screwdriver bits are previously made from alloyed tool steels and achieve after Temper a service hardness of approx. 60 to 64 HRC. Especially with the Use in power wrenches are subject to those made from tool steel Screwdriver bits at the top of the function a relatively high Wear because the stress is higher than with a handheld screwdriver. at Use of the screwdriver in the commercial area, especially in the Screw assembly in an automated manufacturing process is aimed at higher To achieve the service life of the screwdriver bits. An improvement is achieved by a hard material coating, as described in EP 0 439 501 B1 is known. Because such a hard material coating is only a small thickness and the base material can be the usual for screwdriver bits Strength is the improvement achieved by this embodiment Tool life is not as long as is desired.

Bei Schraubendreher-Einsätzen, versuchsweise hergestellt aus Schnellstahl, wird zwar eine höhere Festigkeit der Einsätze nach dem Vergüten erreicht, jedoch können Schraubendreher-Einsätze aus Schnellstahl nur spanend gefertigt werden. Wegen der bei bestimmten Profilen, zum Beispiel Kreuzschlitzprofilen, vorgegebenen relativ scharfkantigen Profilierung und der beim spanenden Herausarbeiten des Profiles unterbrochenen Gefügetextur des Grundmaterials werden bei aus Schnellstahl hergestellten Schraubendreher- Einsätzen nicht die nach den Normen und in der Praxis geforderten Drehmomente erreicht, die Spitzen brechen bereits beträchtlich vor Erreichen dieser Werte spröde ab. For screwdriver bits, experimentally made from high-speed steel, a higher strength of the inserts is achieved after tempering, however, screwdriver bits made of high-speed steel can only be machined are manufactured. Because of certain profiles, for example Phillips profiles, predetermined relatively sharp-edged profiling and the at machining the profile of the broken texture of the Basic materials are used in screwdrivers made from high-speed steel Use not according to the standards and in practice Torques reached, the peaks break considerably before reaching these values become brittle.

Alternativ zu Schnellstahl wurden Versuche durchgeführt, Schraubendreher- Einsätze aus Metallpulver-Mischungen durch Pressen und Sintern herzustellen - also aus Hartmetall. Derartige Schraubendreher-Einsätze sind aus DE 42 41 005 A1 und DE 43 00 446 A1 bekannt. Mit den dort vorgestellten Ausführungsformen wurden jedoch ebenfalls nicht die geforderten Drehmomentwerte erreicht. Das fertigungstechnische Problem bei diesen Ausführungsarten besteht darin, daß in den belasteten Bereichen der Funktionsspitzen das Metallpulver sehr stark verdichtet werden muß, um die erforderliche Homogenität des Gefüges nach dem Sintern und eine möglichst hohe Belastbarkeit zu erreichen. In der VDE-Zeitschrift Nr. 7-9 (1999) ist die Auslegung von Preßwerkzeugen zur Herstellung von Schraubendreher-Einsätzen aus Hartmetall beschrieben. Es wird berichtet, daß bei der gefundenen Auslegung der Werkzeuge und des Füllvorganges maßhaltige und rißfreie Rohlinge der Schraubendreher-Einsätze hergestellt werden konnten. Es ist nicht bekannt, welche Belastungswerte mit den auf diese Weise hergestellten Schraubendreher-Einsätzen in der Großserie tatsächlich erreicht werden. Bei den Schraubendreher-Einsätzen in der Form wie sie in DE 43 00 446 A1 dargestellt ist, mit einem gegenüber dem Sechskantschaft (1) im Querschnitt reduzierten Schaftfortsatz (2) ist es noch schwieriger, im Bereich der Funktionsspitze eine ausreichende Verdichtung des Metallpulvers und damit Belastbarkeit zu erreichen. As an alternative to high-speed steel, tests have been carried out to produce screwdriver bits from metal powder mixtures by pressing and sintering - that is, from hard metal. Such screwdriver bits are known from DE 42 41 005 A1 and DE 43 00 446 A1. However, the required torque values were also not achieved with the embodiments presented there. The production-technical problem with these types of construction is that the metal powder has to be compressed very strongly in the loaded areas of the functional tips in order to achieve the required homogeneity of the structure after sintering and the highest possible load capacity. VDE Journal No. 7-9 (1999) describes the design of pressing tools for the production of screwdriver bits made of hard metal. It is reported that with the found design of the tools and the filling process, dimensionally stable and crack-free blanks of the screwdriver inserts could be produced. It is not known which load values are actually achieved with the screwdriver bits manufactured in this way in large series. In the screwdriver inserts in the form as shown in DE 43 00 446 A1, with respect to the hexagonal shaft (1) of reduced cross-sectional shank extension (2) it is even more difficult, in the field of the functional tip sufficient compaction of the metal powder and Achieve resilience.

Aus US 3,393,722 A ist ein Schraubendreher für Kreuzschlitzschrauben bekannt, der eine Spitze aus Hartmetall aufweist, die mit dem Schaft durch einen Zapfen verbunden ist, der in eine Bohrung an der Stirnseite des Schaftes eingreift. Beide Teile sind durch Schweißen miteinander verbunden. Der Nachteil dieser Ausführung ist, daß die Verbindung von Spitze und Schaft durch den zylindrischen Ansatz keine Kraftübertragung von Schaft auf Spitze ermöglicht, sondern hierzu ein Verschweißen oder Verlöten der beiden Teile erforderlich ist. From US 3,393,722 A is a screwdriver for Phillips screws known, which has a tip made of hard metal, with the shaft through a pin is connected, which in a bore on the end face of the shaft intervenes. Both parts are connected by welding. The The disadvantage of this design is that the tip and shaft are connected due to the cylindrical approach, no power transmission from shaft to tip enables, but instead welding or soldering the two parts is required.

Aus FR 2 469 290 A ist eine Spitze für einen Kreuz-Schraubendreher bekannt, bei dem die Kreuzstege ohne Auslauf in eine Planfläche, die quer zur Längsachse des Spitzenkörpers angeordnet ist, in den Spitzenkörper übergeht und der Spitzenkörper auf seiner Rückseite einen prismatischen Einschnitt aufweist. In diesen Einschnitt greift ein gleichermaßen geformter prismatischer Ansatz an der Stirnseite des Schaftes, mit dem der Spitzenkörper durch Hartlöten verbunden wird. Der Nachteil bei dieser Verbindungsausführung ist, daß die Spitze aus Hartmetall und der Schaft keine selbstzentrierende, koaxiale Verbindung von vornherein ermöglichen, weil die in Querrichtung zur Achse durchlaufenden prismatischen Verbindungselemente eine seitliche Verschiebung der beiden Teile zulassen und deshalb zur koaxialen Verbindung der beiden Teile beim Hartlöten erforderlich ist, die Stelle durch eine Hilfseinrichtung, zum Beispiel ein fest aufgesetzter Metallring, umschlossen werden muß. FR 2 469 290 A is a tip for a Phillips screwdriver known, in which the crossbars without spout in a flat surface that is transverse to Longitudinal axis of the tip body is arranged, into the tip body and the tip body has a prismatic incision on the back having. An equally shaped one engages in this incision prismatic attachment on the face of the shaft, with which the tip body through Brazing is connected. The disadvantage of this type of connection is that the carbide tip and the shaft are not self-centering, Enable coaxial connection from the start, because the cross direction a prismatic connecting element running through to the axis Allow displacement of the two parts and therefore to the coaxial Connection of the two parts when brazing is required, the place by one Auxiliary device, for example a firmly attached metal ring, enclosed must become.

Aufgabe ist es, Schraubendreher-Einsätze oder Schraubendreher-Schäfte für Hand-Schraubendreher mit einem Vorderteil aus Hartmetall in einer Form herzustellen, die eine möglichst einfache und kostengünstige Verbindung der Spitze und der Schaftteile ermöglicht. The job is to use screwdriver bits or screwdriver shafts Hand screwdriver with a hard metal front part in a mold produce the simplest and least expensive connection possible Allows tip and shaft parts.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß das Vorderteil aus Hartmetall auf seiner von der Funktionsspitze abgewendeten Rückseite ein Verankerungselement aufweist, und die Stirnseite des Schaftteiles eine entsprechend geformte Ausnehmung, in die das Verankerungselement eingreift und das Verankerungselement und Ausnehmung in ihrer Form und den Maßen so aufeinander abgestimmt sind, daß beim Zusammenpressen beider Teile eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt wird. Zweckmäßigerweise verläuft das Verankerungselement von der Basis bis zur Spitze konisch unter einem Winkel, der maximal dem Selbsthemmungswinkel der verwendeten Materialien und Oberflächen entspricht. In gleicher Weise verläuft die Ausnehmung an der Stirnseite des Schaftteiles konisch. In Ausführungsvarianten weisen das Verankerungselement und die Ausnehmung im Querschnitt ein unrundes Profil auf, so daß auch eine formschlüssige Verbindung erzielt wird. Solche Profile können beispielsweise ein Bogensternprofil sein, ein Mehrzahnprofil, ein Sechskantprofil oder andere unrunde Profile. Das Schaftteil wird aus einem Material gefertigt, das weicher und elastischer ist als das Vorderteil, zum Beispiel aus vergütetem Stahl oder einem anderen Metall. According to the invention, this object is achieved in such a way that the front part made of hard metal on its back facing away from the functional tip has an anchoring element, and the end face of the shaft part appropriately shaped recess into which the anchoring element engages and the anchoring element and recess in their shape and Dimensions are coordinated so that when the two are pressed together Parts a positive connection is made. Conveniently, the anchoring element runs conically from the base to the tip an angle that is at most the self-locking angle of the used Corresponds to materials and surfaces. The process runs in the same way Tapered recess on the face of the shaft part. In design variants have the anchoring element and the recess in cross section non-circular profile, so that a positive connection is achieved becomes. Such profiles can be an arc star profile, for example Multi-tooth profile, a hexagon profile or other non-circular profiles. The The shaft part is made of a material that is softer and more elastic is as the front part, for example made of tempered steel or another Metal.

Eine solche Verbindung kann nicht nur bei solchen Einsätzen angewendet werden, bei denen das Vorderteil eine stark konisch verlaufende Funktionsspitze aufweist, wie zum Beispiel Funktionsspitzen für Kreuzschlitzschrauben, und im Vergleich zu der Funktionsspitze größeren Durchmesser der zum Schaftteil hin gerichteten Basis, sondern auch bei Vorderteilen, die ein in Axialrichtung gerade verlaufendes Profil aufweisen, zum Beispiel ein Profil für TORX-Schrauben oder Innensechskant-Schrauben. Zur Verbindung von Vorderteil und Schaftteil erstreckt sich bei solchen Einsätzen das Profil des Vorderteiles über seine ganz Länge, greift also auch in die Ausnehmung an der vorderen Stirnseite des Schaftteiles ein, wobei die Ausnehmung das gleiche Querschnittsprofil aufweist wie das Vorderteil, aber auch im Querschnitt rund sein kann und sich das Profil des Vorderteils beim Verpressen mit dem Schaftteil in die Wandung der Ausnehmung einschneidet. Bei der konisch verlaufenden Verbindung verläuft das Profil des Vorderteiles auf einer Länge, die zur Verankerung in der Ausnehmung des Schaftteiles vorgesehen ist, konisch und die Ausnehmung weist die gleiche Konizität auf, mit einer Toleranzabstimmung, die zu einer festen Pressverbindung führt. Such a connection cannot only be used in such operations be in which the front part has a strongly tapered Has functional peaks, such as functional peaks for Phillips screws, and compared to the functional tip larger diameter of the for Shank part towards the base, but also for front parts that are in Have a straight profile in the axial direction, for example a profile for TORX screws or hexagon socket screws. To connect The front part and shaft part extends the profile of the inserts in such applications Front part over its entire length, so it also engages in the recess the front end of the shaft part, the recess being the has the same cross-sectional profile as the front part, but also in cross-section can be round and the profile of the front part when pressed with the Cut the shaft part into the wall of the recess. At the conical running connection, the profile of the front part runs on a Length which is provided for anchoring in the recess of the shaft part, conical and the recess has the same conicity, with a Tolerance adjustment, which leads to a firm press connection.

Das kurze Schaftteil aus Werkzeugstahl eines Schraubendreher-Einsatzes kann vorteilhafterweise spanlos, zum Beispiel durch Fließpressen hergestellt werden, wobei die Ausnehmung an der dem Vorderteil aus Hartmetall zugewendeten Stirnseite eingepreßt wird. Zur guten Ausformung des Schaftteiles ist es zweckmäßig, in seine hintere Stirnseite eine Vertiefung einzupressen. The short shaft part made of tool steel from a screwdriver bit can advantageously be produced without cutting, for example by extrusion be, the recess on the front part made of hard metal facing end face is pressed. For good shaping of the shaft part it is advisable to press a recess into its rear face.

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielhaft beschrieben: The subject matter of the invention is described by way of example in the drawings:

Fig. 1 zeigt das Vorderteil (1) aus Hartmetall, darin sind
(2) die Funktionsspitze eines Schraubendrehers für Kreuzschlitzschrauben
(3) das im Querschnitt unrund profilierte Verankerungselement
(3a) der Konuswinkel α, Fig. 1 shows the front part ( 1 ) made of hard metal, are in it
( 2 ) the functional tip of a screwdriver for Phillips screws
( 3 ) the anchoring element with a non-circular cross-section
( 3 a) the cone angle α,

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt A-A durch das Vorderteil durch den zylindrischen Abschnitt zwischen der Funktionsspitze und dem Verankerungselement, Fig. 2 shows a cross-section AA through the front part through the cylindrical portion between the functional tip and the anchoring element,

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt B-B durch das profilierte Verankerungselement des Vorderteiles, mit Sechsfachbogensternprofil, Fig. 3 shows a cross section BB through the profiled anchoring element of the front part, with a six-arc star profile,

Fig. 4 zeigt einen zusammengesetzten Schraubendreher-Einsatz, teilweise längs geschnitten, darin sind
(1) das Vorderteil aus Hartmetall
(3) das im Querschnitt unrund profilierte Verankerungselement
(4) das Schaftteil mit Sechskant-Querschnittsprofil, teilweise geschnitten
(5) die in die hintere Stirnseite eingepresste Vertiefung, Fig. 4 shows a composite screwdriver bit, partially cut longitudinally, are in it
( 1 ) the front part made of hard metal
( 3 ) the anchoring element with a non-circular cross-section
( 4 ) the shaft part with a hexagonal cross-sectional profile, partially cut
( 5 ) the depression pressed into the rear end face,

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch den zusammengesetzten Schraubendreher-Einsatz gemäß Fig. 4 entlang der Linie C-C, darin sind
(3) das im Querschnitt unrund profilierte Verankerungselement
(4) das Schaftteil mit Sechskant-Querschnitt, FIG. 5 shows a cross section through the assembled screwdriver insert according to FIG. 4 along the line CC, therein
( 3 ) the anchoring element with a non-circular cross-section
( 4 ) the shaft part with a hexagonal cross section,

Fig. 6 zeigt einen zusammengesetzten Schraubendreher-Einsatz, teilweise längs geschnitten, darin sind
(1) das Vorderteil aus Hartmetall
(4) das Schaftteil mit Sechskant-Querschnittsprofil, teilweise geschnitten
(6) das konischen Verankerungselement mit rundem Querschnitt, Fig. 6 shows a composite screwdriver bit, partially cut longitudinally, therein
( 1 ) the front part made of hard metal
( 4 ) the shaft part with a hexagonal cross-sectional profile, partially cut
( 6 ) the conical anchoring element with a round cross-section,

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt B-B durch das Verankerungselement mit rundem Querschnitt des Vorderteiles nach Fig. 5, darin sind
(6) das Verankerungselement
(4) das Schaftteil, FIG. 7 shows a cross section BB through the anchoring element with a round cross section of the front part according to FIG. 5, therein
( 6 ) the anchoring element
( 4 ) the shaft part,

Fig. 8 zeigt einen zusammengesetzten Schraubendreher-Einsatz, dessen Vorderteil ein TORX-Profil aufweist, darin sind
(4) das Schaftteil, teilweise geschnitten
(8) das Vorderteil mit TORX-Profil
(9) das Verankerungselement, Fig. 8 shows an assembled screwdriver bit, the front part of which has a TORX profile, are in it
( 4 ) the shaft part, partially cut
( 8 ) the front part with TORX profile
( 9 ) the anchoring element,

Fig. 9 zeigt einen vorderen Abschnitt eines Schaftes für Handschraubendreher, in den ein Vorderteil aus Hartmetall mit einem TORX-Profil eingesetzt ist, darin sind
(8) das Vorderteil mit TORX-Profil
(9) der Schaft aus Rundstahl
(10) Die Bogensegmente der Ausnehmung mit rundem Querschnitt, Fig. 9 shows a front portion of a shaft for hand screwdriver, in which a front part made of hard metal with a TORX profile is inserted therein
( 8 ) the front part with TORX profile
( 9 ) the round steel shaft
( 10 ) The arc segments of the recess with a round cross-section,

Fig. 10 zeigt einen Schaftteil aus Rundstahl mit dem eingesetzten Vorderteil (8) Fig. 10 shows a shaft portion of round steel with the inserted front part (8)

Claims

1. Screwdriver insert with a front part made of hard metal and a shaft part made of steel or other softer metal than hard metal, wherein an anchoring element on the back of the hard metal part engages in a recess in the front end face of the shaft part, characterized in that the anchoring element and the recesses in form and dimensions are coordinated with one another in such a way that by pressing the two parts a firm, co-axially centering both parts, non-positive and / or positive connection for transmitting torques is achieved.

2. Screwdriver insert according to claim 1, characterized in that the anchoring element and the recess under one Angle run tapered, the maximum the self-locking angle of the selected material and surface pairing corresponds.

3. Screwdriver insert according to claim 1 to 2, characterized in that the anchoring element and the recess is a non-circular or have a round cross-sectional profile.

4. Screwdriver insert according to claim 1 to 3, characterized in that the recess is a round and the anchoring element on Front part has a non-circular cross-sectional profile.

5. Screwdriver insert according to claim 1 to 4, characterized in that the shaft part is made by extrusion and the recess is pressed into the front end.

6. Screwdriver bit according to claim 5, characterized in that the extruded shaft part in its rear end has pressed-in depression.