DE102009040955A1

DE102009040955A1 - Thread element e.g. external thread element, for use in automobile industry, has drive section with circumferential surface that is sectionally formed as cone surface arranged concentric to longitudinal center axis of thread element

Info

Publication number: DE102009040955A1
Application number: DE102009040955A
Authority: DE
Inventors: Winfried K.W. Holscher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2011-03-31
Also published as: DE202010003562U1; DE202010003562U9

Abstract

The thread element (21) has a thread formed as an external thread (4) and an internal thread, and a drive (5) cooperating with a drive tool for screwing with a mating thread of mating thread elements. A form closure (10) is arranged eccentric to a longitudinal center axis (L) of the thread element. The form closure extends in an axial direction and cooperates with a drive tool. A drive section has a circumferential surface (8) that is sectionally formed as a cone surface arranged concentric to the longitudinal center axis. The thread element is made of metal. The form closure is designed as a recess and a projection.

Description

Die Erfindung betrifft ein Außengewindeelement mit einem Schaft mit Außengewinde und mit einem Antrieb zum Zusammenwirken mit einem Antriebswerkzeug zum Verschrauben des Außengewindes mit einem Innengewinde eines Innengewindeelementes, wobei der Antrieb eine Umfangsfläche zum Zusammenwirken mit dem Antriebswerkzeug sowie eine sich winklig zur Umfangsfläche erstreckende Grundfläche aufweist, sowie sich von der Grundfläche in axialer Richtung erstreckende, exzentrisch zur Längsmittelachse des Außengewindeelementes angeordnete Formschlussmittel zum Zusammenwirken mit dem Antriebswerkzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein zum Zusammenwirken mit einem derartigen Außengewindeelement ausgebildetes Werkzeug.The invention relates to an external thread member having a shaft with external thread and with a drive for cooperation with a drive tool for screwing the external thread with an internal thread of a female thread element, wherein the drive has a peripheral surface for cooperation with the drive tool and an angle to the peripheral surface extending base, and extending from the base in the axial direction extending, eccentrically to the longitudinal center axis of the male thread member arranged interlocking means for cooperation with the drive tool. Furthermore, the invention relates to a trained for cooperation with such an external thread member tool.

Es sind Schrauben in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die normalerweise verwendeten Schrauben besitzen im Schraubenkopf einen in der Richtung eines Durchmessers verlaufenden Schlitz oder einen sogenannten Kreuzschlitz, in den ein entsprechend ausgestalteter Schraubendreher einsetzbar ist. Zur Übertragung größerer Drehmomente sind sogenannte Inbusschrauben oder Torxschrauben mit einem Inbus bzw. Torxantrieb bekannt. Nachteilig bei derartigen Schrauben ist, dass diese mit handelsüblichen Werkzeugen, beispielsweise eines Inbusschlüssels oder eines Torxschlüssels gelöst werden können.There are screws in different versions known. The screws normally used have in the screw head extending in the direction of a diameter slot or a so-called Phillips, in which a suitably designed screwdriver can be used. So-called Allen screws or Torx screws with an Allen key or Torx drive are known for transmitting larger torques. A disadvantage of such screws is that they can be solved with commercially available tools, such as an Allen wrench or a Torxschlüssels.

Aus der DE 101 36 546 A1 ist eine drehsichere Schraube bekannt, die eine stirnseitige Aussparung aufweist, die mit einem Aussparungsgrund (Bodenfläche) versehen ist, von der ausgehend sich eine weitere Aussparung in das Kopfteil der Schraube in axialer Richtung hinein erstreckt. Bei der zweiten Aussparung handelt es sich um Formschlussmittel zum Herstellen eines axialen Formschlusses mit einem Antriebswerkzeug. Dadurch, dass sich das Antriebswerkzeug in der exzentrisch angeordneten zweiten Aussparung sowie an der zylindrischen Innenumfangsfläche der ersten (vorderen) Aussparung abstützt, können Drehmomente auf das Außengewindeelement zum Zwecke des Verschraubens mit einem Innengewindeelement aufgebracht werden. Die bekannte drehsichere Schraube hat den Vorteil, dass diese nur mit im Handel nicht erhältlichen Spezialwerkzeugen betätigbar ist, so dass sich die Schraube bevorzugt zum Festlegen von kostenintensiven Teilen, beispielsweise Solarmodulen eignet. Nachteilig ist jedoch, dass die drehsichere Schraube sich nicht optimal zur Benutzung mit Schraubautomaten eignet. Würde die bekannte drehsichere Schraube in mit einem umfangsgeschlossenen Gummihalteelement zusammenwirkenden Schraubautomaten verwendet, würde diese unwuchtig rotieren, wodurch eine sichere Findung der Innengewindeöffnung eines Innengewindeelementes nicht gewährleistet wäre.From the DE 101 36 546 A1 is a non-rotating screw is known which has a frontal recess which is provided with a recess bottom (bottom surface), starting from which a further recess extends in the head portion of the screw in the axial direction. The second recess is positive locking means for producing an axial positive engagement with a drive tool. Characterized in that the drive tool is supported in the eccentrically arranged second recess and on the cylindrical inner peripheral surface of the first (front) recess, torques can be applied to the external thread member for the purpose of screwing with an internally threaded member. The known rotationally secure screw has the advantage that it can only be actuated with special tools that are not commercially available, so that the screw is preferably suitable for the definition of cost-intensive parts, for example solar modules. The disadvantage, however, is that the non-rotatable screw is not ideal for use with screwdrivers. If the known rotationally secure screw used in co-operating with a circumferentially closed rubber retaining element Schraubautomaten, this would rotate unbalanced, whereby a secure Finding the internal thread opening of an internal thread element would not be guaranteed.

Aus der DE 30 06 464 A1 ist ebenfalls eine Sicherungsschraube bekannt. Die bekannte Schraube zeichnet sich dadurch aus, dass diese im Bereich ihres Schraubenkopfes als einzigen Antrieb einen Innenkonus aufweist, der zum Zusammenwirken mit einem außenkonusförmigen Werkzeug ausgebildet ist. Die bekannte Schraube lässt sich nur mit einem Spezialwerkzeug lösen. Nachteilig ist jedoch, dass es zum Anziehen und Lösen der Schraube zwingend notwendig ist, eine ausreichend hohe Axialkraft aufzubringen, um einen Reibschluss mit dem außenkonusförmigen Werkzeug zu gewährleisten.From the DE 30 06 464 A1 is also known a locking screw. The known screw is characterized in that it has in the region of its screw head as a single drive an inner cone which is designed to cooperate with an outer cone-shaped tool. The known screw can be solved only with a special tool. The disadvantage, however, is that it is absolutely necessary for tightening and loosening the screw to apply a sufficiently high axial force to ensure a frictional engagement with the outer cone-shaped tool.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Außengewindeelement anzugeben, das sich zum einen nicht mit herkömmlichen Werkzeugen, wie Inbusschlüsseln oder Torxschlüsseln lösen lässt, und das zudem mit Schraubautomaten verwendbar ist. Bevorzugt soll das erfindungsgemäße Außengewindeelement kostengünstig herstellbar sein. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein, vorzugsweise als Schraubautomat ausgebildetes, Werkzeug zum Zusammenwirken mit dem Außengewindeelement anzugeben.Based on the aforementioned prior art, the present invention seeks to provide an improved external thread element, which can not be solved with conventional tools such as Allen keys or Torxschlüsseln, and which is also usable with automatic screwdrivers. Preferably, the external thread element according to the invention should be inexpensive to produce. Furthermore, the object is to provide a, preferably designed as a screw, tool for interacting with the external thread element.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Gewindeelement dadurch gelöst, dass die Umfangsfläche des Antriebs, vorzugsweise eines Schraubenkopfes, zumindest abschnittsweise, als konzentrisch zur Längsmittelachse des Außengewindeelementes angeordnete Konusfläche ausgebildet ist. Hinsichtlich des Werkzeugs wird die Erfindung dadurch gelöst, dass das Werkzeug einen Antriebsabschnitt, umfassend einen Konusabschnitt, aufweist, wobei der Antriebsabschnitt komplementär zum Antrieb des Außengewindeelementes ausgebildet ist.This object is achieved in a generic threaded element characterized in that the peripheral surface of the drive, preferably a screw head, at least in sections, is designed as a concentric with the longitudinal central axis of the male threaded element cone surface. With regard to the tool, the invention is achieved in that the tool has a drive section, comprising a cone section, wherein the drive section is designed to be complementary to the drive of the external thread element.

Gemäß einer ersten Alternative liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, die Innenumfangsfläche einer stirnseitigen, einen die Grundfläche bildenden Aussparungsgrund aufweisenden Aussparung des Außengewindeelementes nicht durchgehend zylindrisch, sondern, zumindest abschnittsweise, vorzugsweise axial durchgehend, als Innenkonusfläche zum Zusammenwirken mit einem Außenkonusabschnitt eines Werkzeuges auszubilden. Die, zumindest abschnittsweise, innenkonische Ausbildung der Aussparung weist gegenüber bekannten Außengewindeelementen wesentliche Vorteile auf. So hat der Innenkonusabschnitt zum einen die Aufgabe einer Zentrierung des Außengewindeelementes am Werkzeug. Darüber hinaus wird ein erleichtertes Finden der Aussparung mittels des Werkzeuges gewährleistet. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass der Innenkonusabschnitt dazu ausgebildet und bestimmt ist, mit einem komplementären Außenkonusabschnitt eines Werkzeugs zusammenzuarbeiten, wodurch sich das Außengewindeelement bevorzugt zum Zusammenwirken mit einem Schraubautomaten, also einem Schraubroboter, insbesondere in Fertigungsanlagen, beispielsweise in der Automobilindustrie, eignet. Dadurch, dass das Werkzeug einen mit dem Innenkonusabschnitt korrespondierenden Außenkonus aufweist, wird ein unwuchtiges Rotieren des von dem Werkzeug aufgenommenen Außengewindeelementes sicher vermieden. Darüber hinaus können im Vergleich zu der aus der DE 101 36 546 A1 bekannten Schraube höhere Drehmomente aufgebracht werden, da eine Drehmomentübertragung auch auf den innenkonusförmigen Bereich der Aussparung des Außengewindeelementes möglich ist. Im Gegensatz zu der aus der DE 30 06 464 A1 bekannten Schraube muss jedoch nicht zwingend eine Axialkraft aufgebracht werden, um das Außengewindeelement verschrauben zu können, da die Formschlussmittel in axialer Richtung einen Formschluss gewährleisten, der wiederum ein Abstützen des Werkzeugs in Umfangsrichtung zum einen am Umfang der Formschlussmittel und zum anderen am innenkonusförmigen Umfang der Aussparung ermöglicht. Ein Fachmann hätte die DE 30 06 464 A1 bei einer Suche nach einer Lösung seiner Aufgabe nicht mit der DE 101 36 546 A1 kombiniert, da die DE 30 06 464 A1 gerade darauf abstellt, dass zusätzlich zu dem Innenkonus keine weiteren Antriebsgeometrien, also Formschlussgeometrien zum Zusammenwirken mit einem Werkzeug vorhanden sein sollen. Gemäß einer zweiten Alternative, die zusätzlich oder bevorzugt alternativ zur Ausbildung der Umfangsfläche als Innenkonusfläche einer stirnseitigen Aussparung realisierbar ist, kann als Umfangsfläche eine, vorzugsweise von einem Schraubenkopf gebildete, Außenkonusfläche zum Zusammenwirken mit dem Antriebswerkzeug vorgesehen werden. In diesem Fall ist die Grundfläche, ausgehend von der sich die Formschlussmittel in axialer Richtung erstrecken, bevorzugt eine obere, vorzugsweise kreisförmig konturierte, Stirnfläche des Außengewindeelementes.According to a first alternative, the invention is based on the idea of forming the inner peripheral surface of an end face of the external thread element having a recess surface which forms the base not continuously cylindrical, but, at least in sections, preferably axially continuously, as inner cone surface for cooperation with an outer cone section of a tool. The, at least in sections, internal conical design of the recess has over known external thread elements significant advantages. Thus, the inner cone section on the one hand has the task of centering the external thread element on the tool. In addition, a simplified finding of the recess is ensured by means of the tool. A significant advantage is that the inner cone portion is adapted and intended to cooperate with a complementary outer cone portion of a tool, whereby the external thread member preferably for cooperation with a Schraubautomaten, so a screwing robot, especially in manufacturing equipment, for example in the automotive industry, is suitable. Due to the fact that the tool has an outer cone corresponding to the inner cone section, an unbalanced rotation of the externally threaded element received by the tool is reliably avoided. In addition, compared to that from the DE 101 36 546 A1 higher torque torques are applied, since a torque transmission is also possible on the inner cone-shaped portion of the recess of the external thread member. Unlike the one from the DE 30 06 464 A1 However, known screw does not necessarily have an axial force are applied to screw the external thread member, since the positive locking means ensure a positive connection in the axial direction, in turn supporting the tool in the circumferential direction on the one hand on the periphery of the positive locking means and the other on the inner cone-shaped circumference of the recess allows. A specialist would have the DE 30 06 464 A1 in a search for a solution to his task not with the DE 101 36 546 A1 combined, because the DE 30 06 464 A1 just points out that in addition to the inner cone no further drive geometries, so form-fitting geometries for interaction with a tool should be present. According to a second alternative, which additionally or preferably alternatively to the formation of the peripheral surface as Innenkonusfläche an end-side recess can be realized, can be provided as a peripheral surface, preferably formed by a screw head, outer cone surface for cooperation with the drive tool. In this case, the base surface, starting from which the interlocking means extend in the axial direction, is preferably an upper, preferably circular contoured, end face of the externally threaded element.

Bevorzugt ist zusätzlich zu dem aus Konus und Formschlussmitteln bestehende Antrieb kein weiterer Antrieb, insbesondere keine Schlüsselflächen, kein Torxantrieb, kein Inbusantrieb, kein Schlitz- oder Kreuzschlitzantrieb, etc. vorhanden.Preferably, in addition to the drive consisting of cone and positive locking means no further drive, in particular no key surfaces, no Torxantrieb, no Allen drive, no slot or Phillips drive, etc. available.

In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Formschlussmittel entweder als sich in axialer Richtung in Richtung vorderem Ende des Außengewindeelementes erstreckende Vertiefung oder als sich axial in die Aussparung hinein erstreckender Fortsatz ausgebildet ist, wobei die Längsmittelachse der Vertiefung bzw. des Fortsatzes seitlich versetzt und parallel zur Längsmittelachse verläuft. Im Falle des Vorsehens einer Außenkonusfläche erstrecken sich die Formschlussmittel gemäß einer ersten Alternative in Richtung Schaft und stehen bei einer zweiten Alternative fortsatzartig in die vom Schaft abweisende Richtung über die Grundfläche vor.In a further development of the invention is advantageously provided that the positive locking means is formed either as extending in the axial direction in the direction of the front end of the external thread member depression or as axially extending into the recess extension, wherein the longitudinal center axis of the recess or the extension offset laterally and parallel to the longitudinal central axis. In the case of the provision of an outer cone surface, the positive locking means according to a first alternative extend in the direction of the shaft and, in the case of a second alternative, protrude in the direction away from the shaft over the base surface.

Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die Vertiefung oder der Fortsatz eine zylindrische Kontur aufweist; im Falle der Ausbildung der Formschlussmittel als Vertiefung eine innenzylindrische (Innen-)Umfangskontur und bei der Ausbildung als Axialfortsatz eine außenzylindrische (Außen-)Umfangskontur. Im Falle des Vorsehens einer Aussparung mit Innenkonusfläche ist es bevorzugt, wenn der Fortsatz die Mündungsöffnungen nicht in axialer Richtung überragt, sondern endet mit Axialabstand zu dieser innerhalb der Aussparung.It is very particularly preferred if the depression or the extension has a cylindrical contour; in the case of the formation of the positive locking means as a depression Innenzylindrische (inner) peripheral contour and in the formation of an axial extension outer cylindrical (outer) peripheral contour. In the case of providing a recess with inner cone surface, it is preferred if the extension does not project beyond the mouth openings in the axial direction, but ends with axial distance to this inside the recess.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Außengewindeelement aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, ausgebildet ist, um mit dem Außengewindeelement große Lasten halten bzw. sichern zu können.It is particularly expedient if the external thread element is made of metal, preferably of steel, in order to be able to hold or secure large loads with the external thread element.

Ein wesentlicher Nachteil der aus der DE 101 36 546 A1 bekannten Schraube ist, dass diese nur kostenintensiv durch spanende Bearbeitung herstellbar ist, da die vordere zylindrische Aussparung und die hintere, die Formschlussmittel bildende Aussparung durch Bohren mit jeweils einem Zylinderbohrer eingebracht werden müssen. In Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Außengewindeelement als Pressformteil, vorzugsweise ohne jegliche spanende Bearbeitung, hergestellt ist. Ganz besonders bevorzugt ist das Außengewindeelement durch Kaltfließpressen hergestellt. Die Herstellung der bekannten drehsicheren Schraube als Pressformteil aus Metall ist, u. a. aufgrund der Tatsache, dass die innere Aussparung unmittelbar an der Umfangsrand der vorderen Aussparung angrenzt, nicht möglich. Besonders zweckmäßig ist es daher, wenn bei dem hier vorgeschlagenen Außengewindeelement die Formschlussmittel, insbesondere die Vertiefung bzw. der Fortsatz, vom unteren Umfangsrand der Innenumfangsfläche beabstandet sind. Anders ausgedrückt befinden sich die Formschlussmittel mit Vorteil in einem Bereich innerhalb des Aussparungsgrundes (Boden bzw. Grundfläche) der Aussparung, wobei ein Randabstand zum Aussparungsgrundrand eingehalten wird. Bei einer Ausführungsform, bei der anstelle der Aussparung mit Innenkonus ein Außenkonus vorgesehen ist, ist es bevorzugt, wenn die Formschlussmittel mit Abstand zum Außenrand der stirnseitigen Grundfläche angeordnet sind.A major disadvantage of the DE 101 36 546 A1 known screw is that it can only be produced costly by machining, since the front cylindrical recess and the rear, the positive locking means forming recess must be introduced by drilling, each with a cylinder drill. In a further development of the present invention, it is advantageously provided that the external thread element is produced as a press molded part, preferably without any machining. Most preferably, the external thread element is produced by cold extrusion. The production of the known rotationally secure screw as a press-formed part made of metal, inter alia due to the fact that the inner recess immediately adjacent to the peripheral edge of the front recess, not possible. It is therefore particularly useful if, in the external thread element proposed here, the positive locking means, in particular the recess or the extension, are spaced from the lower peripheral edge of the inner circumferential surface. In other words, the positive locking means are advantageously located in an area within the recess bottom (bottom or base area) of the recess, wherein an edge distance to the recess base edge is maintained. In an embodiment in which instead of the recess with inner cone an outer cone is provided, it is preferred if the positive locking means are arranged at a distance from the outer edge of the frontal base surface.

Ganz besonders bevorzugt ist der Versatz zwischen einer Längsmittelachse der Formschlussmittel und der Längsmittelachse des Außengewindeelementes minimal und beträgt bevorzugt weniger als 2 mm, noch weiter bevorzugt weniger als 1 mm, noch weiter bevorzugt weniger als 0,5 mm. Ganz besonders bevorzugt beträgt der vorgenannte Abstand zwischen etwa 0,1 mm und 0,5 mm.Most preferably, the offset between a longitudinal central axis of the positive locking means and the longitudinal central axis of the male threaded element is minimal and is preferably less than 2 mm, more preferably less than 1 mm, even more preferably less than 0.5 mm. Most preferably, the aforementioned distance is between about 0.1 mm and 0.5 mm.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Innenumfangsfläche der Aussparung über den größten Teil ihrer Axialerstreckung, vorzugsweise über mindestens 90% ihrer Axialerstreckung, als Innenkonusfläche bzw. Außenkonusfläche ausgebildet ist, um eine möglichst große Anlagefläche an einem korrespondierenden Außenkonus bzw. Innenkonus eines Werkzeugs zur Verfügung zu stellen. Besonders zweckmäßig ist es für den Fall des Vorsehens einer stirnseitigen Aussparung, wenn sich die Innenkonusfläche in axialer Richtung betrachtet bis zum Aussparungsgrund erstreckt. It is particularly expedient if the inner peripheral surface of the recess is formed over most of its axial extension, preferably over at least 90% of its axial extent, as Innenkonusfläche or Außenkonusfläche to the largest possible contact surface on a corresponding outer cone or inner cone of a tool available put. It is particularly expedient for the case of providing an end-side recess, when the inner cone surface viewed in the axial direction extends to the recess base.

Die Erfindung führt auch auf ein Werkzeug zum Festziehen eines wie zuvor beschrieben ausgebildeten Außengewindeelementes. Das Werkzeug zeichnet sich durch einen Antriebsabschnitt aus, der komplementär, vorzugsweise formkongruent, zum Antrieb des Außengewindeelementes ausgebildet ist. Somit umfasst der Antriebsabschnitt des Werkzeugs mindestens einen Außenkonusabschnitt und/oder einen Innenkonusabschnitt zum Zusammenwirken mit der innenkonusförmigen Innenumfangsfläche der Aussparung bzw. zum Zusammenwirken mit der außenkonusförmigen Außenumfangsfläche und zum Zusammenwirken mit den Formschlussmitteln des Außengewindeelementes ausgebildete Werkzeugformschlussmittel. Hierbei handelt es sich im Falle der Ausbildung der Formschlussmittel des Außengewindeelementes als Vertiefung um einen Axialfortsatz und im Falle der Ausbildung der Formschlussmittel als Fortsatz um eine korrespondierende, stirnseitige Vertiefung im Werkzeug.The invention also leads to a tool for tightening an externally threaded element formed as described above. The tool is characterized by a drive section which is complementary, preferably conforming to form, designed to drive the external thread element. Thus, the drive portion of the tool comprises at least one outer cone portion and / or an inner cone portion for cooperation with the inner cone-shaped inner peripheral surface of the recess or for cooperation with the outer cone-shaped outer peripheral surface and for cooperating with the positive locking means of the external thread member formed Werkzeugformschlussmittel. This is in the case of the formation of the positive locking means of the external thread element as a recess to an axial extension and in the case of the formation of the positive locking means as an extension to a corresponding, frontal depression in the tool.

Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn das Werkzeug als Schraubautomat, also als Schraubroboter ausgebildet ist.It is particularly preferred if the tool is designed as a screwdriver, so as a screwing robot.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings.

Diese zeigen in:These show in:

1a: eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Außengewindeelementes, 1a FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of an externally threaded element. FIG.

1b: eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines Schraubenkopfes des Außengewindeelementes gemäß 1a, 1b : A plan view of an end face of a screw head of the external thread element according to 1a .

2a: eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Außengewindeelementes, 2a FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of an external thread member. FIG.

2b: eine Draufsicht auf die Stirnseite eines Schraubenkopfes des Außengewindeelementes gemäß 2a, 2 B : A plan view of the end face of a screw head of the external thread element according to 2a .

3: eine exemplarische Darstellung eines als Schraubautomat ausgebildeten Werkzeugs zum Zusammenwirken mit einem Außengewindeelement, 3 FIG. 2: an exemplary representation of a tool designed as a screwing automat for interacting with an externally threaded element, FIG.

4: eine Längsschnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Außengewindeelementes, bei dem anstelle einer Innenkonusfläche eine Außenfläche vorgesehen ist, und 4 FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of an externally threaded element in which an outer surface is provided instead of an inner cone surface, and FIG

5: eine Längsschnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels, bei dem sich die Formschlussmittel, ausgehend von einer Stirnseite (Grundfläche) des Außenkonus, in einer Richtung vom Schaft weg erstrecken. 5 FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a fourth embodiment in which the interlocking means extend away from the shaft in a direction away from an end face (base) of the outer cone.

In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, like elements and elements having the same function are denoted by the same reference numerals.

In den 1a und 1b ist ein als Kopfschraube ausgebildetes Außengewindeelement 1 gezeigt. Dieses umfasst einen Kopf 2 sowie einen an den Kopf 2 axial angrenzenden Schaft 3 mit Außengewinde 4.In the 1a and 1b is designed as a cap screw male thread member 1 shown. This includes a head 2 and one to the head 2 axially adjacent shaft 3 with external thread 4 ,

Innerhalb des Kopfes 2 befindet sich ein Antrieb 5, der im Wesentlichen zwei Axialabschnitte umfasst, nämlich eine vordere Aussparung 6, die sich in axialer Richtung ausgehend von einer Oberseite 7 in Richtung Schaft 3 erstreckt, wobei die Aussparung 6 eine Innenumfangsfläche 8 (Umfangsfläche) aufweist, die innenkonusförmig konturiert ist und konzentrisch zu einer Längsmittelachse L des Außengewindeelementes 1 angeordnet ist. Die Aussparung 6 und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch die innenkonusförmige Ausformung der Innenumfangsfläche 8 endet axial an einem ebenen Aussparungsgrund 9 (Grundfläche), ausgehend von dem sich in axialer Richtung Formschlussmittel 10 erstrecken. Diese sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als bohrungsartige Vertiefung ausgebildet. Zu erkennen ist, dass die Formschlussmittel 10 eine Formschlussmittellängsmittelachse L_F aufweisen, die exzentrisch zur Längsmittelachse L des Außengewindeelementes 1 angeordnet ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Formschlussmittel 10 übertrieben weit von der Längsmittelachse L beabstandet eingezeichnet. Bevorzugt ist eine Ausführungsvariante (nicht dargestellt), bei der die Längsmittelachse L mit Abstand zur Formschlussmittellängsmittelachse L_F die Formschlussmittel 10 in axialer Richtung durchsetzt.Inside the head 2 there is a drive 5 which essentially comprises two axial sections, namely a front recess 6 extending in the axial direction from an upper side 7 towards the shaft 3 extends, wherein the recess 6 an inner peripheral surface 8th (Peripheral surface), which is contoured on the inside cone and concentric with a longitudinal central axis L of the external thread element 1 is arranged. The recess 6 and in the embodiment shown also the inner cone-shaped formation of the inner peripheral surface 8th ends axially on a flat recess bottom 9 (Base), starting from the in the axial direction interlocking means 10 extend. These are formed in the embodiment shown as a hole-like depression. It can be seen that the positive locking means 10 have a form-fitting center longitudinal axis L _F , which is eccentric to the longitudinal central axis L of the external thread element 1 is arranged. In the embodiment shown, the positive locking means 10 Excessively far away from the longitudinal central axis L shown. Preferred is a variant (not shown), in which the longitudinal central axis L at a distance from the positive locking means longitudinal axis L _F the positive locking means 10 interspersed in the axial direction.

Zu erkennen ist, dass die Formschlussmittel 10 mit Radialabschnitt zum unteren Umfangsrand 11 der Innenumfangsfläche 8 beabstandet angeordnet sind. Der Umfangsrand 11 der Innenumfangsfläche 8 fällt zusammen mit dem radial äußeren Umfangsrand des Aussparungsgrundes 9.It can be seen that the positive locking means 10 with radial section to the lower peripheral edge 11 the inner peripheral surface 8th spaced apart. The peripheral edge 11 the inner peripheral surface 8th coincides with the radially outer peripheral edge of the recess bottom 9 ,

Bei dem Außengewindeelement 1 handelt es sich um ein durch Kaltfließpressen hergestelltes Formpressteil. In the external thread element 1 it is a compression molded part produced by cold extrusion.

1b zeigt das Außengewindeelement 1 gemäß 1a in einer Ansicht von oben auf die Oberseite 7 des Kopfes 2. Zu erkennen ist die ringförmige Oberseite 7, die radial innen in die innenkonusförmig konturierte Aussparung 6 übergeht, wobei die innenkonische Innenumfangsfläche 8 der Aussparung 6 in axialer Richtung betrachtet endet am Aussparungsgrund 9, in den die Formschlussmittel 10 als Vertiefung eingebracht sind. 1b shows the external thread member 1 according to 1a in a view from above on top 7 Of the head 2 , Evident is the annular top 7 , which radially inward into the innenkonusförmig contoured recess 6 passes, wherein the inner conical inner peripheral surface 8th the recess 6 viewed in the axial direction ends at Aussparungsgrund 9 into which the interlocking means 10 are introduced as a recess.

2a und 2b zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a und 1b eingegangen wird. Im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten wird auf 1a und 1b mit zugehöriger Beschreibung verwiesen. 2a and 2 B show an alternative embodiment, wherein to avoid repetition essentially only to the differences from the embodiment according to 1a and 1b will be received. With regard to the similarities will be on 1a and 1b with associated description.

Im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Formschlussmittel 10 nicht als sich in den Kopf 2 hinein Richtung Schaft 3 erstreckende Vertiefung, sondern als zylindrischer Axialfortsatz ausgebildet, der sich ausgehend vom Aussparungsgrund 9 in axialer Richtung Richtung Oberseite 7 erstreckt und mit Axialabstand zu dieser Oberseite 7 endet. Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2a und 2b ist die Formschlusmittellängsmittelachse L_F radial beabstandet, d. h. versetzt bzw. exzentrisch angeordnet zur Längsmittelachse L des Außengewindeelementes 1.In contrast to the embodiment described above, the positive locking means 10 not as in the head 2 in the direction of the shaft 3 extending recess, but formed as a cylindrical Axialfortsatz, starting from the recess bottom 9 in the axial direction towards the top 7 extends and with axial distance to this top 7 ends. Also in the embodiment according to the 2a and 2 B is the Formschlusmittellängsmittel central axis L _F radially spaced, ie offset or arranged eccentrically to the longitudinal central axis L of the male thread member 1 ,

3 zeigt ein als Schraubautomat ausgebildetes Werkzeug 12 zum Zusammenwirken mit dem in den 1a und 1b gezeigten Außengewindeelement 1. Das Werkzeug 12 umfasst einen Antriebsabschnitt 13, der um eine Drehachse D rotierbar mittels eines Elektromotors 14 antreibbar ist. Der Antriebsabschnitt 13 besteht aus einem Außenkonusabschnitt 15 (Gegenkonusabschnitt), der formkomplementär zur innenkonusförmigen Innenumfangsfläche der Aussparung 6 des Außengewindeelementes 1 gemäß den 1a und 1b ausgebildet ist. Exzentrisch zur Drehachse D des Außenkonusabschnittes 15 befinden sich Werkzeugformschlussmittel 16 in der Form eines zylindrischen Bolzens, dessen Achse A seitlich versetzt ist zur Drehachse D. Die Werkzeugformschlussmittel 16 sind formkomplementär zu den Formschlussmitteln 10 des Außengewindeelementes 1 ausgebildet. Lediglich exemplarisch ist aus 3 zu sehen, dass das als Schraubautomat ausgebildete Werkzeug 12 einen Roboterarm 17 mit mehreren Schwenkgelenken umfasst. 3 shows a tool designed as a screwdriver 12 to interact with the in the 1a and 1b shown external thread element 1 , The tool 12 includes a drive section 13 rotatable about a rotation axis D by means of an electric motor 14 is drivable. The drive section 13 consists of an outer cone section 15 (Counter cone section), the complementary shape to the inner cone-shaped inner peripheral surface of the recess 6 of the external thread element 1 according to the 1a and 1b is trained. Eccentric to the axis of rotation D of the outer cone section 15 are mold clamping means 16 in the form of a cylindrical bolt, whose axis A is laterally offset from the axis of rotation D. Die Werkzeugschlussmittel 16 are form complementary to the form-locking means 10 of the external thread element 1 educated. Only exemplary is off 3 to see that the trained as a screwdriver tool 12 a robot arm 17 comprising a plurality of pivot joints.

Auf die separate Darstellung eines zu dem Außengewindeelement 1 gemäß den 2a und 2b korrespondierenden Werkzeugs 12 wurde verzichtet, da dieses sich ausschließlich dahingehend von dem in 3 gezeigten Werkzeug 12 unterscheiden muss, als dass die Werkzeugformschlussmittel 16 nicht als Axialfortsatz, sondern als Vertiefung innerhalb des Außenkonusabschnittes 15 ausgebildet sind, die mit den Formschlussmitteln 10 gemäß den 2a und 2b korrespondiert.On the separate representation of an external thread element 1 according to the 2a and 2 B corresponding tool 12 was waived, as this exclusively to the effect of the in 3 shown tool 12 must differ than that the tool form-locking means 16 not as an axial extension, but as a depression within the outer cone section 15 are formed, with the positive locking means 10 according to the 2a and 2 B corresponds.

Im Folgenden werden anhand der 4 und 5 zwei weitere Ausführungsbeispiele beschrieben, die im Unterschied zu den in den 1a, 1b, 2a und 2b dargestellten Ausführungsbeispielen nicht eine Innenkonusfläche, sondern eine Außenkonusfläche 18 aufweisen. Auf das Vorsehen einer Aussparung mit Innenkonusfläche wurde verzichtet, wobei diese bei Bedarf zusätzlich vorgesehen werden kann. Da im Folgenden, zur Vermeidung von Wiederholungen im Wesentlichen Unterschiede zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen erläutert werden, wird im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten auf die 1a bis 2b mit zugehöriger Beschreibung verwiesen.The following are based on the 4 and 5 described two other embodiments, in contrast to those in the 1a . 1b . 2a and 2 B illustrated embodiments not an inner cone surface, but an outer cone surface 18 exhibit. On the provision of a recess with inner cone surface has been omitted, which can be additionally provided if necessary. Since, in the following, to avoid repetition substantially differences from the preceding embodiments will be explained, in view of the similarities to the 1a to 2 B with associated description.

Das in 4 gezeigte Außengewindeelement 1 ist als Kopfschraube ausgebildet, deren Kopf 2 mit einer einen Teil des Antriebs 5 bildenden Außenkonusfläche 18 (Umfangsfläche) versehen ist. Die Außenkonusfläche 18 erstreckt sich über die gesamte Axialerstreckung des Kopfes 2 und dient zum Zusammenwirken mit einem innenkonusförmigen Gegenkonusabschnitt eines nicht dargestellten, vom Grundsatz her analog zu dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Werkzeug. An dem Kopf 2 schließt in axialer Richtung ein Schaft 3 mit Außengewinde 4 an.This in 4 shown external thread element 1 is designed as a cap screw whose head 2 with a part of the drive 5 forming outer cone surface 18 (Peripheral surface) is provided. The outer cone surface 18 extends over the entire axial extent of the head 2 and serves for cooperation with an inner cone-shaped countercone portion of a not shown, in principle analogous to that in 3 shown embodiment trained tool. On the head 2 closes in the axial direction a shaft 3 with external thread 4 at.

Zu erkennen ist, dass die Außenkonusfläche 18 konzentrisch zur Längsmittelachse L des Außengewindeelementes 1 angeordnet ist. Parallel zur Längsmittelachse L verläuft eine Formschlussmittellängsmittelachse L_F. Die Formschlussmittel 10 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als exzentrisch zur Längsmittelachse L angeordnete Vertiefung innerhalb des Kopfes 2 ausgebildet. Zu erkennen ist, dass sich die Formschlussmittel 10, ausgehend von einer oberen Stirnfläche bzw. Stirnseite 19 (Grundfläche), in axialer Richtung erstrecken. Die Formschlussmittel 10 sind über ihre gesamte Axialerstreckung radial beabstandet von der Außenkonusfläche 18. Insbesondere sind die innerhalb der Stirnseite 19 angeordneten Formschlussmittel 10 mit Randabstand zu einem oberen Umfangsrand 20 der Stirnseite 19 angeordnet, wobei dieser Umfangsrand 20 gleichzeitig den oberen Umfangsrand der Außenkonusfläche 18 bildet.It can be seen that the outer cone surface 18 concentric with the longitudinal central axis L of the external thread element 1 is arranged. Parallel to the longitudinal central axis L extends a positive locking means longitudinal center axis L _F. The positive locking means 10 are in the embodiment shown as eccentrically to the longitudinal central axis L arranged recess within the head 2 educated. It can be seen that the positive locking means 10 , starting from an upper end face or end face 19 (Base), extend in the axial direction. The positive locking means 10 are radially spaced from the outer cone surface over their entire axial extent 18 , In particular, those are within the front 19 arranged positive locking means 10 with edge distance to an upper peripheral edge 20 the front side 19 arranged, this peripheral edge 20 simultaneously the upper peripheral edge of the outer cone surface 18 forms.

Das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Formschlussmittel 10 nicht als Vertiefung, sondern als axialer Fortsatz ausgebildet sind, der sich ausgehend von der Grundfläche (Stirnseite 19) in axialer Richtung von dem Schaft 3 erstreckt, wobei die Formschlussmittellängsmittelachse L_F parallel zur Längsmittelachse L des Außengewindeelementes 1 angeordnet ist.This in 5 embodiment shown differs from that in 4 shown embodiment only in that the positive locking means 10 not as deepening, but as axial extension are formed, starting from the base (front side 19 ) in the axial direction of the shaft 3 extends, wherein the positive locking means longitudinal center axis L _F parallel to the longitudinal central axis L of the external thread member 1 is arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: AußengewindeelementMale thread member
22: Kopfhead
33: Schaftshaft
44: Außengewindeexternal thread
55: Antriebdrive
66: Aussparungrecess
77: Oberseitetop
88th: Innenumfangsfläche (Umfangsfläche)Inner peripheral surface (peripheral surface)
99: Aussparungsgrund (Grundfläche)Recess reason (base area)
1010: FormschlussmittelFit means
1111: Umfangsrandcircumferential edge
1212: WerkzeugTool
1313: Antriebsabschnittdriving section
1414: Elektromotorelectric motor
1515: Außenkonusabschnitt (Gegenkonusabschnitt)Outer cone section (counter cone section)
1616: WerkzeugformschlussmittelTool-fit means
1717: Roboterarmrobot arm
1818: AußenkonusflächeOuter cone surface
1919: Stirnseitefront
2020: Umfangsrandcircumferential edge
LL: LängsmittelachseLongitudinal central axis
L_F L _F: FormschlussmittellängsmittelachseFit means central longitudinal axis
DD: Drehachseaxis of rotation
AA: Achse der WerkzeugformschlussmittelAxis of the mold clamping means

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10136546 A1 [0003, 0007, 0007, 0012]
DE 3006464 A1 [0004, 0007, 0007, 0007]

Claims

External thread element with a shank ( 3 ) with external thread ( 4 ) and with a drive ( 5 ) for cooperation with a drive tool for screwing the external thread ( 4 ) with an internal thread of an internally threaded element, wherein the drive ( 5 ) a peripheral surface ( 8th ) and at an angle to the peripheral surface ( 8th ) extending footprint ( 9 ), as well as from the base ( 9 ) extending in the axial direction, eccentrically to the longitudinal central axis (L) of the external thread element ( 1 ) arranged positive locking means ( 10 ), characterized in that the peripheral surface ( 8th ), at least in sections, as concentric with the longitudinal central axis (L) of the external thread element ( 1 ) arranged cone surface is formed.

External thread element according to claim 1, characterized in that the peripheral surface ( 8th ), at least in sections, outer conical outer peripheral surface, preferably an external thread element head, and / or that the peripheral surface ( 8th ) a, at least in sections, inner conical inner peripheral surface ( 8th ) a frontal recess ( 6 ).

External thread element according to one of claims 1 or 2, characterized in that the positive locking means ( 10 ) than in the direction of the shaft ( 3 ) extending recess or as from the shaft ( 3 ) extending away extension are formed.

External thread element according to one of the preceding claims, characterized in that the positive locking means ( 10 ) have a cylindrical inner or outer circumferential surface.

External thread element according to one of the preceding claims, characterized in that the positive locking means ( 10 ) with radial distance to a lower and / or upper edge of the peripheral surface ( 8th ) are arranged.

External thread element according to one of the preceding claims, characterized in that the external thread ( 4 ) made of metal, preferably made of steel.

External thread element according to one of the preceding claims, characterized in that the external thread element ( 1 ) is formed as, preferably produced by cold extrusion, molded part.

External thread element according to one of the preceding claims, characterized in that the positive locking means ( 10 ) over its entire axial extension from the peripheral surface ( 8th ) of the recess ( 6 ) are spaced.

External thread element according to one of the preceding claims, characterized in that the positive locking means ( 10 ) over its entire axial extent radially from the peripheral surface ( 8th ) are spaced.

External thread element according to one of the preceding claims, characterized in that a form-fitting center longitudinal axis (L _F ) less than 2 mm, preferably less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm from the longitudinal central axis (L) of the external thread element ( 1 ) is spaced and / or that the diameter of the positive locking means ( 10 ) less than half, preferably less than one third of the diameter of the base ( 9 ) corresponds.

External thread element according to one of the preceding claims, characterized in that the inner peripheral surface ( 8th ) is formed over the largest part, preferably over 90%, of its axial extent as a conical surface.

External thread element according to one of the preceding claims, characterized in that the peripheral surface ( 8th ) is completely formed as a cone surface.

Tool for tightening an external thread element according to one of the preceding claims, characterized in that the tool ( 12 ) has a counter-cone section ( 15 ), for driving the external thread ( 4 ) complementary drive section ( 13 ) having.

Tool according to claim 13, characterized in that the tool ( 12 ) is designed as a screwdriver.