DE102004022852B4

DE102004022852B4 - Schraubwerkzeug mit einer von einem Kegelstumpf entspringenden Rippe aufweisenden Arbeitsspitze

Info

Publication number: DE102004022852B4
Application number: DE102004022852.3A
Authority: DE
Inventors: Krzysztof Furgal
Original assignee: Wera Werk Hermann Werner GmbH and Co KG
Current assignee: Wera Werkzeuge GmbH
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-05-08
Publication date: 2015-09-10
Anticipated expiration: 2024-05-09
Also published as: DE102004022852A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug, insbesondere Schraubendreher oder Schraubendrehereinsatz (1) mit einer Drehmomenteinbringzone (2) und einer profilierten, in die Schraubwerkzeugeinstecköffnung (16) einer Schraube (17) einsteckbaren Arbeitsspitze (3), wobei die Arbeitsspitze (3) einen im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Kern (4) und von der Kegelstumpfmantelfläche (5) radial abragende, in Achsrichtung verlaufende Rippen (6) aufweist, wobei die von einem Kopf (7) jeder Rippe ausgehenden, voneinander wegweisenden Flanken (8) der Rippen (6) mit einem gerundeten Fußbereich (9) in die Kegelmantelfläche (5) übergehen. Wesentlich ist, dass der Fußbereich der Flanke (8) in einer Rille (10) liegt, wobei die Rille (10) einen gerundeten Grund aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug, insbesondere Schraubendrehereinsatz mit einer Drehmomenteinbringzone und einer profilierten, in die Schraubwerkzeugeinstecköffnung einer Schraube einsteckbaren Arbeitsspitze.
Ein derartiges Schraubwerkzeug ist aus der EP 0 524 617 A1 bekannt. Das Arbeitsende besitzt einen keilzylinderförmigen Kern, von dem radial auswärts gerichtet Rippen mit bogenförmiger Umfangskontur abragen, die Kernstärke nimmt mit der Entfernung von der Stirnfläche konisch zu, bis sie in den Schaftmantel ausläuft. Die Rippen behalten ihre Kontur. Aufgrund dieser Geometrie hat der Zwischenraum zwischen den Rippen eine Trapezform. Derartige Profile sind nur im Weg eines Umformens herstellbar.
Die DE 101 07 751 A1 beschreibt ein Schraubwerkzeug mit einer Arbeitsspitze, die einen im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Kern aufweist. Von diesem Kern ragen in Radialrichtung Rippen ab. Der Übergang zwischen der Kegelmantelfläche und den Flanken der Rippe ist gerundet.
Die DE 19 51 495 U beschreibt die Arbeitsspitze eines Kreuzschlitzprofils. Hier liegt eine Hüllmantelfläche der gesamten Arbeitsspitze, also die Fläche, auf der die Scheitelflächen der Rippe liegen, auf einer Kegelmantelstumpffläche. Im Fußbereich der Rippen liegt eine V-förmige Rippe.
Die US 6 601 482 B2 beschreibt ein Profil einer Arbeitsspitze eines Schraubwerkzeuges mit einem Kreuzschlitzprofil, das einen prismatischen Kern mit quadratischem Grundriss aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schraubwerkzeug anzugeben, welches in der Lage ist, hohe Drehmomente zu übertragen.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. Die Arbeitsspitze besitzt einen im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Kern und von der Kegelstumpfmantelfläche radial abragende, in Achsrichtung verlaufende Rippen. Die von einem Kopf jeder Rippe ausgehenden, voneinander weg weisenden Flanken der Rippe gehen mit einem gerundeten Fußbereich in die Kegelmantelfläche über. Wesentlich ist, dass der Fußbereich der Flanke in einer Rille liegt. Zufolge dieser Ausgestaltung kann sich das Profil des Schraubwerkzeuges optimal an das entsprechende Gegenprofil der Schraubwerkzeugseintrittsöffnung anpassen. Der zwischen den Rippen liegende im Wesentlichen flach verlaufende Abschnitt wird somit von zwei nahezu parallellaufenden Gräben flankiert. Die Berührung zur Fixierung des Schraubwerkzeuges innerhalb der Schraubenkopföffnung erfolgt vorzugsweise mit den Kegelmantelflächen. Im Bereich der Gräben bildet sich ein Freiraum aus, so dass die klemmende Anlage zur Lagefixierung des Werkzeuges innerhalb der Schraubenöffnung nur über die Zentralbereiche der Kegelmantelflächen erfolgt. Hierdurch ist ein im Wesentlichen wackelfreier ”stick-fit” Sitz gegeben. Die Drehmomentübertragung erfolgt durch Flächenanlage der Flanken an entsprechenden Gegenflächen der Schraubwerkzeugeintrittsöffnung. Auch hier erfolgt die Flächenpressung im mittleren Bereich der Flanke. Zufolge der von den Rillen gebildeten Gräben werden vom Fußbereich keine Kräfte auf die entsprechende Profilierung der Schraubwerkzeugeintrittsöffnung übertragen. Der Übergang von der Kegelstumpfmantelfläche hin zur Flanke der Rippe erfolgt über Bogenabschnitte. Zunächst macht die Umfangskontur eine konvexe Krümmung in die Rille hinein. Etwa auf halber Höhe der Rillenflanke wechselt die Krümmung hin zu einer konvexen Krümmung, in deren Mitte sich der Grund der Rille befindet. Diese konvexe Krümmung läuft in den Fußbereich der Flanke aus. Die Flanke kann ebenso wie die Kegelmantelfläche als Ebene ausgebildet sein. Die beiden voneinander wegweisenden Flanken einer Rippe schneiden sich in gedachter Verlängerung vor Kopf der Rippe. Der Kopf der Rippe kann gerundet sein. Bevorzugt ist der Kopf der Rippe nur unmittelbar im Bereich der Stirn der Arbeitsspitze gerundet. Mit zunehmender Entfernung von der Stirn der Arbeitsspitze flacht der Kopf ab und geht in die kreisrunde Außenkontur der Arbeitsspitze über. Wesentlich ist, dass der Radialabstand der Umfangskontur im Bereich des Grundes der Rille sein Minimum besitzt.
In einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Flanke eine Kehle aufweist. Zwischen dieser Kehle und dem Rillengrund kann die Flanke eine konvexe Wölbung ausbilden, die sich unmittelbar an die konkave Wölbung der Kehle anschließen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine vergrößerte Darstellung eines Schraubendreherbits in Ansicht mit einer Schraube, deren Kopf eine zugehörige Einstecköffnung aufweist,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines als Bit ausgebildeten Schraubwerkzeuges von der Stirnseite her,
3 das Ausführungsbeispiel gemäß 3 in perspektivischer Stirnseitenansicht,
4 einen vergrößerten 60°-Winkelausschnitt aus einer Stirnseitenansicht des ersten Ausführungsbeispieles und
5 eine Darstellung wie 4 eines zweiten Ausführungsbeispieles.
Die grundsätzlichen Eigenschaften des in Rede stehenden Schraubwerkzeuges in Form eines Bits 1, welches eine mehrkantförmige Drehmomenteinbringzone 2 und eine Arbeitsspitze 3 aufweist, die einen kegelstumpfmantelförmigen Kern 4 und davon radial entspringe Rippen 6 aufweist, beschreibt die DE 101 07 751 A1 , deren Offenbarungsgehalt zum Zwecke dieser Erläuterung vollständig mit in die Anmeldung eingeschlossen wird.
Die erfindungsgemäße Arbeitsspitze 3 eines Schraubwerkzeuges, insbesondere in Form eines Bits 1 besitzt insgesamt sechs in gleichmäßiger Umfangsverteilung tangential zu einem gedachten Kreis um die Konturachse x verlaufende Kegelstumpfmantelflächen 5. Die sechs Kegelstumpfmantelflächen 5 sind nahe dem Bereich der Stirn der Arbeitsspitze 3 eben. Sie bilden somit einen kegelstumpfförmigen Kern 4 aus. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Kegelstumpfmantelflächen 5 auf einer kreisförmigen Umfangskontur liegen.
Zwischen den Kegelstumpfmantelflächen 5 befindet sich jeweils eine Rippe 6, so dass insgesamt sechs Rippen vorhanden sind, die sich in Radialrichtung aus dem Kern 4 erstrecken.
Zur Beschreibung der Kontur der Rippen 6 wird auf die 4 bzw. 5 verwiesen, die als Ausschnittsvergrößerung alle wesentlichen Details des Profils zeigen. Es handelt sich dabei um einen Umfangskonturabschnitt des Profils der Arbeitsspitze 3. Im Zentrum bildet dieses die Rippe 6 ab. Die beiden äußeren Bereiche bilden Abschnitte der Kegelstumpfmantelfläche 5 ab. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 4 verläuft die Kegelstumpfmantelfläche 5 geradlinig. Im Bereich der Rippe 6 schließt sich an die Kegelstumpfmantelfläche 5 die Flanke einer Rille 10 an in Form einer konvexen Rundung. Unter Ausbildung einer Rille 10 schließt sich an diese Rundung eine konkave Rundung an, die den Scheitel 10' der Rille ausbildet. Der Scheitel 10' der Rille besitzt den geringsten Radialabstand der Umfangskontur.
Die Rille 10 geht in eine geradlinig verlaufende Flanke 8 der Rippe 6 über. Der Kopf, der sich an die Flanke 8 anschließt, wird ebenfalls zumindest im Bereich der Stirn der eine 6-zählige Symmetrie aufweisenden Arbeitsspitze 3 von einer Rundung gebildet. Die Rippe 6 ist spiegelsymmetrisch, so dass beide, voneinander wegweisende Flanken 8 unter Ausbildung einer Rille 10 und einer Rundung in die Kegelstumpfmantelfläche 5 übergehen. Mit der Bezugsziffer 13 ist eine gedachte Linie dargestellt, in welcher sich die gedachten Verlängerungen der Flanken 8 schneiden. Die Flanken 8 jeder Rippe 6 stehen somit spitzwinklig zueinander.
Auch bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Rille 10 eine Rundkehle, die sich parallel zur Rippe 6 erstreckt. Auch hier hat die Rille 10 gegenüber der Kegelstumpfmantelfläche 5 eine über ihren gesamten Verlauf gleichbleibende Tiefe. Anders als bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel geht die Rille 10 aber hier nicht in eine Ebene 8, sondern in eine den Fußbereich 9 der Flanke 8 ausbildende Wölbung 15 über, der sich eine Kehle 14 anschließt. Die Kehle verläuft somit in Rippenerstreckungsrichtung parallel zur Rille 10.
Auch hier verläuft der Kopf 7 der Rippe 8 im Bereich der Stirn der Arbeitsspitze 3 gerundet. Mit zunehmendem Abstand von der Stirn der Arbeitsspitze 3 verläuft der Kopf abgeflacht. Mit zunehmender Entfernung von der Arbeitsspitze 3 vergrößert sich auch die wirksame Materialstärke der Rippe in Umfangsrichtung geringfügig. Auch die in Umfangsrichtung gemessene Breite der Kegelstumpfmantelfläche 5, also der Abstand der beiden Rillen 10 über die Kegelstumpfmantelfläche 5 vergrößert sich ebenfalls. Der Abstand der Fußbereiche 9 der Rippe 6 bleibt dagegen konstant.
Wird der zuvor beschriebene Bit in eine entsprechend profilierte Einstecköffnung 16 einer Schraube 17 eingesteckt, so treten die Kegelstumpfmantelflächen 5 in klemmende Anlage an entsprechende Umfangsgegenflächen der Schraubwerkzeugeinstecköffnung 16. Die Rippen 6 liegen in entsprechenden Radialaussparungen der Einstecköffnung 16 derart ein, dass ihre Flanken 8 entweder einen geringen Abstand oder eine Berührung zu den entsprechenden Gegenflanken der Radialaussparungen einnehmen. Wird sodann ein Drehmoment aufgebracht, so treten die Flanken 8 etwa mit ihren mittleren Abschnitten in Flächenanpressung zu den entsprechenden Gegenflächen der Radialaussparungen.
Es wird als vorteilhaft angesehen, dass die in die Schraubwerkzeugöffnung 16 eingesteckten Profile dort wackelfrei im Klemmsitz sitzen.

Claims

Schraubwerkzeug, insbesondere Schraubendreher oder Schraubendrehereinsatz (1) mit einer Drehmomenteinbringzone (2) und einer profilierten, in die Schraubwerkzeugeinstecköffnung (16) einer Schraube (17) einsteckbaren Arbeitsspitze (3), wobei die Arbeitsspitze (3) einen im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Kern (4) und von der Kegelstumpfmantelfläche (5) radial abragende, in Achsrichtung verlaufende Rippen (6) aufweist, wobei die von einem Kopf (7) jeder Rippe ausgehenden, voneinander wegweisenden Flanken (8) der Rippen (6) mit einem gerundeten Fußbereich (9) in die Kegelmantelfläche (5) übergehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußbereich der Flanke (8) in einer Rille (10) liegt.
Schraubwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille (10) einen gerundeten Grund aufweist.
Schraubwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelstumpfmantelfläche (5) zwischen zwei Rippen (6) zumindest im Bereich der Stirn der Arbeitsspitze (3) eine Ebene ist.
Schraubwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund (10') der Rille (10) der Bereich der Umfangskontur des Profils mit dem geringsten Radius ist.
Schraubwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanke (8) zwischen Fuß (9) und Kopf (7) im Wesentlichen geradlinig verläuft.
Schraubwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flanken (8) jeder Rippen (6) sich in einer gedachten Linie (13) vor Kopf der Rippe (6) schneiden.
Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (8) jeweils eine Kehle (14) aufweisen.
Schraubwerkzeug nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine zwischen Kehle (14) und Rillengrund (15) verlaufende Wölbung (15) der zufolge die Flanke eine S-förmige Querschnittskontur aufweist.