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Die Erfindung geht aus von einer Antriebsausbildung für einen Drehantrieb, insbesondere für eine Schraubenantriebsausbildung, sowie von einer Antriebsausbildung des zugehörigen Werkzeugs.
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Als Schraubenantriebsausbildungen sind kreuzförmige Vertiefungen bekannt, so dass die mit einer solchen Antriebsausbildung versehene Schraube als Kreuzschlitzschraube bezeichnet wird. Die Seitenwände der Vertiefung, die zur Übertragung des vom Bediener aufgewandten Drehmomentes vorhanden sind, verlaufen in einer bestimmten Neigung gegenüber einem Längsschnitt der Schraube. Bei Einleitung eines Drehmomentes wird ein Teil der Kraft aufgrund des schrägen Verlaufs in eine Kraft umgeleitet, die den Schraubendreher aus dem Kreuzschlitz herauszudrängen versucht.
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Es ist ebenfalls bekannt, in Schraubenköpfen Vertiefungen anzubringen, deren Seitenwände parallel zu der Längsachse der Schraube verlaufen. Ein Beispiel für derartige Schraubenantriebsausbildungen ist eine sechseckige Vertiefung oder auch eine von abwechselnd umgekehrt orientierten Kreisbögen begrenzte Vertiefung.
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Da zu den sehr häufig verwendeten Schrauben auch Schrauben mit Senkköpfen gehören, muss bei einer Schraubenantriebsausbildung mit parallel zur Längsachse der Schraube verlaufenden Seitenwänden eine Vertiefung mit einem relativ kleinen Querschnitt verwendet werden, da sich die Breite der Vertiefung nach der vom Durchmesser her schmalsten Stelle des Schraubenkopfs richtet.
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Es sind bereits Schraubenantriebsvertiefungen bekannt (
GB 2390127 A ,
GB 2285940 A ), die aus mehreren Abschnitten gleicher Querschnittsform aber unterschiedlicher Größe aufgebaut sind. Dabei sind zwischen den einzelnen Abschnitten Stufen gebildet, die als ebene quer zur Längsachse der Schraube verlaufende Flächen ausgebildet sind. Diese Flächen stehen für eine Drehmomentübertragung nicht zur Verfügung.
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Auch sind bereits Schraubenantriebsvertiefungen bekannt (
DE 600 13 029 T2 ,
EP 1 995 474 A2 ), die eine Vertiefung mit parallel zu einer Mittellängsachse der Vertiefung verlaufenden Lamellen aufweisen. An die Vertiefung schließt sich ein Übergangsabschnitt an, der sich an einem Ende kegelförmig aufweitet. Dabei verlaufen die Lamellen entlang einer inneren Wandung der Vertiefung und entlang des Übergangsabschnitts.
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Ebenfalls bekannt ist eine Schraubenantriebsausbildung in Form einer Vertiefung mit einem unrunden Querschnitt, und einem mittleren kreisrunden Sackloch. Der Übergang zwischen der Antriebsvertiefung und dem Sackloch verläuft in Form eines flachen glattflächig ausgebildeten Kegels. Auch diese Flächen stehen für eine Drehmomentübertragung nicht zur Verfügung (
US 2007/0245863 A1 ).
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Ebenfalls bekannt ist auch eine Schraubenantriebsvertiefung (
DE 22 59 554 A ) mit einem Eintreibkopf und mehreren an dem Eintreibkopf angeordneten Nasen, wobei sich die Nasen axial entlang des Eintreibkopfes erstrecken. Ist beim Eindrehen einer Schraube in ein Werkstück ein bestimmtes Drehmoment erreicht, scheren Vorsprünge einen Teil der Nasen des Eintreibkopfes ab und es entsteht eine Stufe und eine Scherfläche.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schraubenantriebsausbildung zu schaffen, die das Aufbringen erhöhter Drehmomente ermöglicht, keine Kräfte zum Herausdrängen des Werkzeugs bewirkt und eine lange Lebensdauer der zugehörigen Werkzeuge ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Antriebsausbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Antriebsausbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Da zu den sehr häufig verwendeten Schrauben auch Schrauben mit Senkköpfen gehören, muss bei einer Schraubenantriebsausbildung mit parallel zur Längsachse der Schraube verlaufenden Seitenwänden eine Vertiefung mit einem relativ kleinen Querschnitt verwendet werden, da sich die Breite der Vertiefung nach der vom Durchmesser her schmalsten Stelle des Schraubenkopfs richtet.
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Es sind bereits Schraubenantriebsvertiefungen bekannt (
GB 2390127 A ,
GB 2285940 A ), die aus mehreren Abschnitten gleicher Querschnittsform aber unterschiedlicher Größe aufgebaut sind. Dabei sind zwischen den einzelnen Abschnitten Stufen gebildet, die als ebene quer zur Längsachse der Schraube verlaufende Flächen ausgebildet sind. Diese Flächen stehen für eine Drehmomentübertragung nicht zur Verfügung.
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Ebenfalls bekannt ist eine Schraubenantriebsausbildung in Form einer Vertiefung mit einem unrunden Querschnitt, und einem mittleren kresrunden Sackloch. Der Übergang zwischen der Antriebsvertiefung und dem Sackloch verläuft in Form eines flachen glattflächig ausgebildeten Kegels. Auch diese Flächen stehen für eine Drehmomentübertragung nicht zur Verfügung (
US 2007/0245863 A1 ).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schraubenantriebsausbildung zu schaffen, die das Aufbringen erhöhter Drehmomente ermiglicht, keine Kräfte zum Herausdrängen des Werkzeugs bewirkt und eine lange Lebensdauer der zugehörigen Werkzeuge ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Antriebsausbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Antriebsausbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die von der Erfindung vorgeschlagene Antriebsausbildung ermöglicht es also, dass die den Flügelbereich umgebende Fläche zusätzlich zur Aufbringung eines Drehmomentes ausgenutzt werden kann. In Sonderfällen ist es sogar möglich, nur die Stirnvertiefungen in dieser Fläche bezehungsweise die beispielsweise als Rippen ausgebildeten Stirnvorsprünge auszunutzen.
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Die Stirnvertiefungen, die beispielsweise als Kerben oder Nuten ausgebildet sein können, haben einen Boden, der angenähet quer zur Längsachse der Schraube oder des Werkzeugs verläuft.
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Die Stimvorsprünge haben eine axial gerichtete Unterseite, die angenähert quer zur Längsachse der Schraube oder des Werkzeugs verläuft.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die vorgeschlagene Antriebsausbildung mindestens zwei axial aneinander anschließende Flügelbereiche mit unterschiedlicher Querschnittsgröße aufweist, wobei bei einer Antriebsvertiefung der weiter in den Schraubenkopf eindringende zweite Bereich kleiner ist als der weiter außen liegende erste Bereich. Auf diese Weise kann der zweite Bereich sich an der kleineren Größe eines Senkkopfs in dem weiter von der Stirnfläche entfernten Bereich orientieren, während der erste Bereich mit dem größeren Querschnitt den größeren Durchmesser des Senkkopfs im äußeren Bereich besser ausnutzen kann. Trotz der besseren Anpassung an Senkköpfe tritt dabei keine Kraft auf, die das Werkzeug aus der Ausnehmung herauszudrängen versucht. Das gleiche gilt bei einer Schraibenantriebsausbildung in Form eines komplementären Vorsprungs.
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Die von der Erfindung vorgeschlagene Antriebsausbildung kann an einem Werkstück ausgebildet sein, also einem Element, das mithilfe eines Werkzeugs gedreht werden soll. Das typische Beispiel für ein sdches Werkstück ist eine Schraube oder ein Bolzen.
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Zum Drehantrieb eines solchen Werkstücks dient ein Werkzeug, das dann die gleiche Antriebsausbildung aufweisen kann. Wenn man auf die vollständigen Vorteile der Erfindung verzichten will oder kann, lässtsich eine derartige Schraube auch mit einem herkömmlichen Werkzeug dehen, das beispielsweise nur einen Bereich in Form eines Sterns mit e-nem kreisförmigen Kern und radial nach außen ragenden Flügeln aufweist, oder auch mit einem Schlitzschraubendreher.
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Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die den Flügelbereich umgebende Fläche an einer Stufe zwischen zwei Flügebereichen ausgebildet ist.
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Es ist aber ebenfalls möglich, dass die den Flügelbereich umgebende Fläche an einer vorzugsweise ebenen Stirnfläche ausgebildet ist.
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Da bei einer Schraubenantriebsvertiefung der Bereich mit dem kleineren Querschnitt durch den Bereich mit dem größeren Querschnitt hindurch zugänglich sein muss, können Flügel des Bereichs mit dem kleineren Querschnitt nur an der Stelle angeordnet sein, wo auch die Flügel des Bereichs mit dem größeren Querschnitt angeordnet sind. Es ist aber möglich, dass der Bereich mit dem kleineren Querschnitt eine kleinere Zahl von Flügeln aufweist als der darüber liegende Bereich.Besonders sinnvoll ist es jedoch, wenn in Weiterbildung der Erfindung die Zahl der Flügel in beiden Bereichen gleich groß ist. Dies gilt natürlich nicht nur bei einer Antriebsvertiefung, sondern auch bei einem Antriebsforsprung.
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Erfindungsgemäß weist der zweite Bereich einen kleineren Querschnitt auf. Die Abmessungen des Querschnitts müssen aber nicht an allen Stellen kleiner sein. So kann erfindungsgemäß in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Breite der Flügel in beiden Bereichen gleich ist.
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In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Seitenwände der Flügel in Axialrichtung parallel zueinander verlaufen, gegebenenfalls mit Ausnahme einer Entformungsschräge.
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Die Seitenwände der Flügel sind der Teil, an dem bei einer Drehbewegung das Werkzeug an dem Werkstück zur Übertragung eines Drehmomentes anliegt. Daher ist es sinnvoll, dass diese Flächen senkrecht zur Drehbewegung verlaufen, damit hier keine das Werkzeug aus dem Werkstück herausdrängende Kraftkomponente hervorgerufen wird.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Stirnwände der Flügel mindestens eines Bereichs, vorzugsweise des Bereichs mit dem größeren Querschnitt, in Axialrichtung parallel zur Achse verlaufen.
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Die Seitenwände der Flügel, die bereits erwähnt wurden, gehen in die Stirnwand des jeweiligen Flügels und am anderen Ende in die Wand des Kerns über. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Übergang zwischen den Stirnwänden der Flügel und den Seitenwänden der Flügel in mindestens einem der beiden Bereiche durch eine Kante gebldet ist.
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Es ist aber auch möglich, dass dieser Übergang abgerundet ausgebildet ist.
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Es ist möglich, dass in einem Bereich die beiden Arten des Übergangs miteinander kombiniert werden, wobei auch denkbar ist, dass bei einem einzigen Flügel beide Arten des Übergangs zwischen der Stirnwand und den Seitenwänden vorhanden sein können.
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Auch bei dem Übergang zwischen den Seitenwänden eines Flügels und der Seitenwand des Kerns zwischen jeweils zwei Flügeln kann eine Kante gebildet sein, oder auch ein abgerundeter Übergang. Auch diese Möglichkeiten können innerhalb eines Bereichs und sogar innerhalb e-nes einzigen Flügels miteinander kombiniert werden.
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Diese Übergänge, von denen bislang die Rede war, sind in einem Querschnitt der Drehantriebsausbildung senkrecht zur Längsachse erkennbar.
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Da die Flügel des Bereichs mit dem kleineren Querschnitt eine geringere radiale Länge aufweisen als die direkt darüber angeordneten Flügel des Bereichs mit dem größeren Querschnitt, haben die Flügel des Bereichs mit dem größeren Querschnitt auch einen Boden. Hier kann der Übergang zwischen der Stirnwand des Flügels und dem Boden des Flügels durch eine Kante gebildet sein.
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Es ist aber ebenfalls möglich, dass dieser Übergang abgerundetausgebildet ist.
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Es gibt natürlich auch einen Übergang zwischen dem Boden des Flügels des Bereichs mit dem größeren Querschnitt und der Stirnwand des Flügels mit dem kleineren Querschnitt. Dieser Übergang kann durch eine Kante gebildet sein, oder aber auch durch eine abgerundete Kante.
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Diese Übergänge, die gerade behandelt wurden, ergeben sich aus einem Axialschnitt durch die Antriebsausbildung.
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Die Erfindung schlägt nach einem weiteren Merkmal vor, dass die Stinwand des Flügels eine Kontur aufweist, die einem Kreisbogen um die Achse der Antriebsausbildung entspricht.
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Der Übergang zwischen den Seitenwänden der Flügel und dem Kern kann durch eine Kante gebildet sein, gegebenenfalls auch durch eine abgeschrägte Kante.
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Möglich ist es aber auch, und dies wird von der Erfindung ebenfalls vorgeschlagen, dass dieser Übergang zwischen den Seitenwänden der Flügel und dem Bereich der Außenwand des Kerns zwischen jeweils zwei Flügeln abgerundet ausgebildet ist.
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Es wurde bereits erwähnt, dass die Seitenwände derFlügel in Axialrichtung parallel zueinander verlaufen. In Weiterbildung der Ausbildung der Seitenwände der Flügel kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass diese Seitenwände eben ausgebildet sind.
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Der Verlauf der beiden einen Flügel begrenzenden Seitenwände des Flügels kann erfindungsgemäß so ausgebildet sein, dass die Seitenwände beziehungsweise ihre Kontur in Richtung auf die Flügelspitze konvergieren, wobei der Winkel sich in einem sehr kleinen Bereich bewegt, da keine echte Flügelspitze gewünscht wird.
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Erfindungsgemäß kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die Kontur der Seitenwände der Flügel parallel zueinander verläuft.
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Es ist sogar möglich, wie von der Erfindung ebenfalls vorgeschlagen wird, dass die Seitenwände der Flügel in Richtung auf dieFlügelspitze divergieren.
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Bei einer alternativen Ausbildung kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Kontur der Seitenwände der Flügel gebogen verläuft, ebenso die Stirnwand eines Flügels. So kann beispielsweise in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Außenkontur der Antriebsausbildung aus aneinander anschließenden abwechselnd konkaven und konvexen Bögen zusammengesetzt ist.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass zur nochmaligen besseren Anpassung an die Form eines Senkkopfs in dem Bereich mit dem kleineren Querschnitt mit zunehmender Tiefe die Größe des Querschnitts nochmals kontinuierlich verringert wird, so dass in einem Axialschnitt die Seitenwände der Antriebsausbildung in Richtung auf den Boden konvergieren, vorzugsweise längs einer zur Außenseite hin konkaven Linie.
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Es wurde bislang davon gesprochen, dass die Antriebsausbildung zwei aneinander anschließende axial ausgerichtete Bereiche unterschiedlich großen Querschnitts aufweist. Erfindungsgemäß kann nun in Weiterbildung vorgesehen sein, dass sich axial ausgerichtet ein dritter Bereich mit nochmals kleinerem Querschnitt anschließt. Es sind dadurch in einem Axialschnitt zwei Stufen gebildet, nicht nur eine Stufe wie bei der Ausbildung mit zwei Bereichen.
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Dieser dritte Bereich kann nun beispielsweise nach einer ersten Ausführungsform einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, also ohne Flügel auskommen. Die Seitenwände dieses Bereichs mit kreisförmigem Querschnitt können dabei auf einem Kreiskegel mit einem kleinen Winkel liegen.
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Es ist aber ebenfalls möglich, dass auch dieser dritte Bereich die Querschnittsform eines Sterns mit einem kreisförmigen Kern und radial nach außen ragenden Flügel aufweist. Die Merkmale, die zu den Flügeln und Übergängen bei den ersten Bereichen erwähnt und beschrieben wurden, können mutatis mutandis auch bei dem dritten Bereich gegeben sein.
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In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in mindestens einem Bereich die Seitenwände des Kerns zwischen den Flügeln auf einem Kreiskegel liegen. Durch das Einsetzen des Werkzeugs findet dann ein flächiger Kontakt zwischen dem Werkzeug und den Seitenwänden des Kerns statt, der das Werkzeug während der Drehbewegung führt und zentriert.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Schraubenantriebsausbildung;
- 2 eine perspektivischen Ansicht der Schraubenantriebsausbildung der 1;
- 3 einen schematischen Schnitt durch den Schraubenkopf einer Schraube;
- 4 eine Stirnansicht des Schraubenkopfs der 3;
- 5 einen Schnitt durch einen Schraubenkopf einer zweiten Ausführungsform;
- 6 eine Stirnansicht der Schraube der 5;
- 7 eine der 1 entsprechende Darstellung;
- 8 eine der 2 entsprechende Darstellung der Schraubenantriebsausbildung nach 7;
- 9 eine Seitenansicht einer Schraubenantriebsausbildung nach einer weiteren Ausführungsform;
- 10 eine perspektivischen Darstellung der Antriebsausbildung nach 9;
- 11 eine Seitenansicht einer Schraubenantriebsausbildung einer nochmals weiteren Ausführungsform;
- 12 die perspektivische Ansicht der Ausbildung nach 11;
- 13 eine perspektivische Ansicht einer gegenüber 12 geänderten Ausführungsform;
- 14 die Stirnansicht einer Schraube mit einer Antriebsausbildung nach 13;
- 15 den Axialschnitt durch das Schraubenkopfende einer Schraube nach 13 und 14;
- 16 eine Seitenansicht einer Schraubenantriebsausbildung nach einer nochmals weiteren Ausführungsform;
- 17 die perspektivische Darstellung der Ausbildung nach 16;
- 18 eine der 16 entsprechende Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform;
- 19 eine der 17 entsprechende Darstellung der Ausbildung nach 18;
- 20 eine Stirnansicht einer Schraube mit einer Schraubenantriebsausbildung nach 19;
- 21 eine Seitenansicht einer Schraubenantriebsausbildung einer weiteren Ausführungsform;
- 22 die perspektivischen Ansicht der Ausbildung nach 21;
- 23 eine der 22 entsprechende Darstellung;
- 24 die Stirnansicht einer Schraube mit einer Ausführungsform der Antriebsausbildung ähnlich 21;
- 25 einen Schnitt durch das Schraubenkopfende der Schraube nach 24;
- 26 den Verlauf der Kontur einer Schraubenantriebsvertiefung im Bereich eines Flügels;
- 27 eine der 26 entsprechende Darstellung;
- 28 eine den 26 und 27 entsprechende Darstellung;
- 29 eine weitere Ausführungsform des Verlaufs der Kontur der Schraubenantriebsausbildung;
- 30 einen Axialschnitt durch einen weiteren Schraubenantrieb;
- 31 die perspektivische Darstellung des Schraubenkopfs der 30;
- 32 die perspektivischen Ansicht eines Werkzeugs zum Antrieb der Schraube in 30 und 31;
- 33 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform;
- 34 einen der 33 entsprechenden Axialschnitt durch eine nochmals weitere Ausführungsform einer Antriebsausbildung.
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Zunächst zu 1. Die hier dargestellte Form kann sowohl als das Antriebsende eines Werkzeugs als auch als Form der Vertiefung in einem in Drehrichtung anzutreibenden Werkstück angesehen werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, dass es sich um die Form der Vertiefung in einem Schraubenkopf handelt, wie dies beispielsweise in 3 und 5 dargestellt ist. Die Schraubenantriebsausbildung enthält einen ersten Bereich 1, der dann von der Stinfläche 2 einer Schraube ausgeht. An diesen ersten Bereich 1, der einen ersten Querschnitt aufweist, schließt sich über eine gegebenenfalls abgerundete Stufe 3 ein zweiter Bereich 4 an, der eine gewisse Ähnlichkeit mit dem ersten Bereich aufweist. Der zweite Bereich 4 endet in einem flachkegligen Boden 5.
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Die Form des Querschnitts des zweiten Bereichs 4 und des ersten Bereichs 1 kann man beispielsweise schon der 2 entnehmen. Der Querschnitt bildet die Form eines Sterns mit einem mittleren Kern 6, an den sich im dargestelten Beispiel sechs Flügel 7 radial nach außen anschließen. Die Flügel 7 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. Dies ist sinnvoll, aber nicht unbedingt erforderlich, da für Sonderzwecke auch unregelmäßig angeordnete Flügel sinnvoll sein können. Damit lassen sich Schrauben herstellen, die nur mit einem Spezialwekzeug betätigt werden können.
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In der dargestellten Ausführungsform ist die Zahl der Flügel 7 in beiden Bereichen 1, 4 gleich groß. Da der Durchgang bei einer Antriebsvertiefung zu den Flügeln des unteren Bereichs 4 durch die Flügel 7 des oberen Bereichs 1 hindurch erfolgt und erfolgen muss, müssen die Flügel 7 des unteren Bereichs direkt unterhalb der Flügel 7 des oberen Bereichs 1 liegen. Außerdem kann der untere Bereich 4 natürlich nicht mehr Flügel 7 als der obere Bereich 1 haben. Er kann aber weniger Flügel haben. Bei den dargestellten Ausführungsformen hat aber der untere Bereich 4 die gleiche Zahl von Flügeln 7 wie der obere Bereich 1.
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Zwischen den Flügeln liegt die Kontur der Setenwände des Kerns auf einem Kreisbogen.
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Die Flügel 7 haben, was man am besten in den 4 und 6 entnehmen kann, eine Stirnwand 8, zwei Seitenwände 9 und einen Boden 16, der in dem ersten Bereich 1 kürzer ist als die Seitenwände 9. Der Boden 16 bildet beim axialen Übergang zu den Stirnwänden 18 des kleineren Bereichs 4 eine Stufe. Diese Stufe 3 kann, wie dies die Seitenansicht der 1 zeigt, abgerundet verlaufen. Sie kann aber auch eine scharfe Kante bilden.
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Die Seitenwände 9 der Flügel 7 verlaufen radial und zumindest angenähert parallel zueinander.
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Es wurde bereits erwähnt, dass der Übergang zwischen dem Boden der Flügel 7 des oberen Bereichs 1 und den Seitenwänden 9 der Flügel 7 des unteren Bereichs abgerundet verlaufen kann, siehe 1 und 2, dass dies aber auch über eine Kante erfolgen kann.
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Ebenso kann der Übergang zwischen der Stirnwand 8 eines Flügels 7 und den Seitenwänden 9 dieses Flügels 7 abgerundet verlaufen, wie man dies der 2 entnehmen kann. Hier ist dieser Übergang 11, siehe 2, abgerundet. Aus der Stirnansicht der 4 kann man entnehmen, dass hier auch eine Kante 12 gebildet ist. Der abgerundete Übergang ist auch in 6 zu sehen.
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Aus 2 kann man ebenfalls entnehmen, dass der Übergang 21 zwischen den Stirnwänden 8 und den Seitenwänden 9 der Flügel 7 des unteren Bereichs 4 in der gleichen Weise abgerundet verläuft wie in dem oberen Bereich 1. Es ist sinnvoll, die Übergänge in beiden Bereichen 1 und 4 in der gleichen Weise zu gestalten, aber es liegtauch im Rahmen der Erfindung, diese Übergänge in den beiden Bereichen unterschiedlich zu gestalten.
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Die zusammen zu betrachtenden 7 und 8 zeigen, dass derübergang zwischen den Seitenwänden 9 und den Stirnwänden 8 der Fügel 7 im oberen Bereich 1 und im unteren Bereich 4 scharfkantig erfolgt, so dass hier eine scharfe Außenkante 13 gebildet ist.
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Der Übergang zwischen den Seitenwänden 9 der Flügel 7 und der zwischen den Flügeln 7 gebildeten Wand 14 des Kerns 6 verläuft längs einer schräg verlaufenden Übergangsfläche 15.
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Es wurde erwähnt, dass die Stufe 3 abgerundet oder scharfkantig sein kann. Die zusammen zu betrachtenden 9 und 10 zeigen eine solche Ausführungsform, bei der der Übergang zwischen der Stirnwand 8 eines Flügels und dem Boden 16 des Flügels scharfkantig ist, und auch der Übergang zwischen dem Boden 16 des Flügels 7 und der Stirnwand 18 des darunter liegenden Flügels. Die Scharfkantigkeit und der abgerundete Übergang dieser Stufe 3 kann an beiden Stellen gegeben sein.
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Deutlich wird dieser scharfkantige Übergang ebenfalls aus der perspektivischen Darstellung der 10.
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Während bei den bisher behandelten Ausführungsformen nur zwei aneinander anschließende Bereiche unterschiedlichen Querschnitts vorhanden sind, zeigen nun diefolgenden 11 bis 20 Ausführungsformen mit drei aneinander anschließenden Bereichen unterschiedlicher Querschnittsgröße. Bei der zunächst zu behandelnden Ausführungsform nach den 11 bis 15 schließt sich an die ersten Bereiche 1 und 4 ein Bereich 20 mit einem kreisförmigen Querschnitt an. Die ersten beiden Bereiche 1 und 4 sind mit Ausnahme ihrer axialen Erstreckung genauso aufgebaut wie beispielsweise bei der Ausführungsform der 2. Der dritte Bereich 20, dessen Wand 21 auf einer Kreiskegelfläche liegt, dient dazu, das Werkzeug während der Drehbewegung zu führen. Dies ist insbesondere bei einer hohen Drehzahl wichtig. Dieser dritte Bereich 20 hat dann wieder einen Boden 5 wie bei der ersten Ausführungsform.
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Bei der in 13 dargestelten Ausführungsform ist der dritte Bereich mit Ausnahme der eigentlichen Spitze 5 identisch aufgebaut wie bei der Ausführungsform der 11 und 12, während die ersten beiden Bereiche 1 und 4 aufgebaut sind wie bei der Ausführungsform nach 7 und 8. Der Übergang zwischen den Stirnwänden 8 und den Seitenwänden 9 der Flügel 7 ist in den beiden ersten Bereichen schafkantig, während der Übergang der Stufen 3 zwischen der Stinwand 8 der Flügel 7 und ihrem Boden 16 und dem Boden und der Stinwand 18 des darunter liegenden Flügels 7 abgerundet verläuft.
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Die 14 zeigt nun eine Draufsicht auf die Stirnseite 2 einer Schraube, die eine Antriebsvertiefung entsprechend der 13 aufweist. Man sieht die scharfkantigen Übergänge zwischen den Sirnwänden 8 beziehungsweise 18 und den Seitenwänden 9, die zur Bildung einer Kante 13 führt.
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Die 15 zeigt zur Verdeutlichung einen Axialschnitt durch das Schraubenantriebsende einer Schraube, die eine solche Antriebsvertiefung aufweist. Man kann daher sehen, dass zumindest angenähert der radiale Abstand zwischen der Außenkontur des Senkkopfs und der Außenwand der Schraubenantriebsvertiefung überall gleich ist.
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Bei der Antriebsausbildung für Drehantriebe, die in 16 dargestellt ist, weist auch der dritte Bereich 20, der sich axial an die ersten Bereiche 1 und 4 anschließt, eine Querschnittsform eines Sterns mit einem Kern und sechs Flügeln 7 auf. Alles, was zu den Übergängen zwischen Stirnwänden, Seitenwänden und Boden der einzelnen Flügel gesagt wurde, gilt auch hierfür die Übergänge zwischen dem zweiten und dritten Abschnitt und für die Flügel des dritten Abschnitts.
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Bei der Ausführungsform nach 16 verlaufen alle Übergänge abgerundet, was man auch der 17 entnehmen kann. Bei der Ausführungsform der 18 verlaufen dagegen die Übergänge jeweils scharfkantig.
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Die 19 und 20 zeigen eine Ausführungsform einer Antriebsausbildung, bei der die Übergänge zwischen den Stirnwänden 8,18 der Flügel 7 und den Seitenwänden 19 in allendrei Bereichen 1, 4 und 20 scharfkantig ausgebildet sind. Dadurch werden in allen drei Bereichen 1, 4 und 20 scharfe Kanten 13 gebildet. Hier ist auch der Übergang zwischen den Stirnwänden 8 und dem Boden 16 ebenfalls scharfkantig ausgebildet. Man kann der Stirnansicht der 20 diese scharfkantigen Übergänge entnehmen.
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Zu den Seitenwänden des Kerns des Querschnitts in den einzelnen Bereichen bleibt noch zu sagen, dass diese Seitenwände bei allen Ausführungsformen auf je einer Kreiskegelfläche 14 liegen, was man sowohl den Seitenansichten als auch den perspektivischen Darstellungen entnehmen kann. Diese Kegelform dient ebenfalls dazu, das Werkzeug zu zentrieren und zu führen, um auf diese Weise auch dafür zu sorgen, dass das Werkzeug axial ausgerichtet bleibt. Dies ist insbesondere bei hohen Drehzahlen wichtig. Darüber hinaus dient die Zertrierung dazu, die Drehmomentübertragung möglichst gleichmäßig über die entsprechenden Flächen zu verteilen. Es kann für eine ausreichende Zentrierung und Führung ausreichen, dass nur der untere Bereich die Kegdform aufweist.
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Während bei den bisher behandelten Ausführungsformen die Stirnwände 8, 18 der Flügel 7 parallel zur Längsachse der Ausnehmung beziehungsweise des Vorsprungs verlaufen, zeigen die Ausführungsformen nach den 21 - 25, dass dies nicht unbedingt erforderlich ist. Bei der in 21 dargestellten Ausführungsform ist der erste Bereich 1 genauso aufgebaut, wie bei den bisher behandelten Ausführungsformen. Daran schließt sich aber ein Übergangsbereich an, bei dem sich die Stirnwand 38 der Flügel längs einer konkaven oder auch kegeligen Außenkontur kontinuierlich verringert und in einen Endabschnitt 30übergeht, der beispielsweise dem Endabschnitt der Ausführungsform nach 16 - 18 entspricht. Man kann den Übergangsabschnitt und den Endabschnitt 30 auch als einen einzigen Abschnitt ansehen, innehalb dessen sich der Querschnitt kontinuierlich verringert. Die Übergänge zwischen den Stirnwänden 38 und den Seitenwänden 9 können auch in diesem Übergangsbereich die gleichen Merkmale aufweisen wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen in den Bereichen 1, 4 und 20.
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Die 22 zeigt scharfkantige Übergänge zwischen den Seitenwänden 9 und den Stirnwänden 8 beziehungsweise 38, während die Übergänge im Axialschnitt abgerundet verlaufen.
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Bei der in 23 dargestellten Ausführungsform sind auch die Übegänge zwischen den Stirnwänden 8 beziehungsweise 38 in den Seitenwänden 9 der Flügel 7 abgerundet.
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Während bei den Ausführungsformen, die in 21 bis 23 dargestellt sind, der erste Bereich 1 noch zylindrisch ist und erst der sich daran anschließende zweite Bereich eine Art Trompetenform aufweist, zeigen die 24 und 25 eine andere Ausführungsform. Hier ist der erste Bereich mit einer sich kontinuierlich verjüngenden Querschnittsgröße versehen, während in dem sich daran anschließenden inneren zweiten Bereich die Flügel wieder eine über die Tiefe der Ausnehmung konstante Querschnittsgröße aufweisen. Die Seitenwände des Kerns zwischen den Flügeln liegen auch hier wieder auf einer Kreiskegelfäche.
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Es wurde eingangs erwähnt, dass die Seitenwände 9 der Flügel 7 in der Stirnansicht beziehungsweise im Querschnitt zumindest angenähert parallel zueinander verlaufen. Dass sie in einem Axialschnitt ebenfalls parallel zueinander verlaufen, ergibt sich auch aus der Stirnansicht. Die folgenden 26- 28 sollen den Verlauf der Kontur der Seitenwände 9 und der Stirnwand 8 beziehungsweise 18 der Flügel 7 noch genauer darstellen. Diese sehr schematisch gehaltenen Figuren zeigen den Verlauf der Kontur des Querschnitts in einem Ausschnitt beidseits eines Flügels 7.
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Ein Flügel 7 wird begrenzt von einer Stirnwand 8 und zwei Seitenwänden 9. Die Seitenwände 9 gehen dann in die Außenwand 14 des Kerns des Sterns über. Die Kontur der Stirnwand 8 verläuft bei den Ausführungsformen der 26 bis 28 längs eines Kreisbogens um die Achse der Antriebsausbildung, die bei einer Schraube mit der Längsachse der Schraube zusammenfällt. Bei der Ausführungsform der 26 verlaufen die Konturen der Seitenwände 9 parallel zueinander. Der Übergang zwischen den Seitenwänden 9 der Flügel 7 und der Außenwand 14 des Kerns kann entweder abgerundet ausgebildet sein, so dass dort eine Kehle 24 gebildet wird. Sie kann aber auch durch eine Kante 25 gebildet sein, was bei den drei Figuren jeweils bei einem Fügel 7 dargestellt ist. Dies soll nicht bedeuten, dass diese unterschiedlichen Übergänge tatsächlich bei einem Flügel 7 vorhanden sind oder sein müssen.
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Bei der in 27 stark schematisiert dargestellten Ausführungsform verlaufen die Konturen der Seitenwände 9 von der Mittelachse der Antriebsausbildung ausgehend divergierend, in einem Winkel in einem Bereich von beispielsweise 3 bis 5°.
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Bei der Ausführung der 28 verlaufen die Konturen der beiden Setenwände 9 des Flügels 7 von der Mittelachse 26 ausgehend konvergerend. Der Winkel kann im gleichen Winkelbereich liegen wie bei der Ausführungsform der 27.
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Die 29 weicht nun von den bisherigen Figuren stark ab. Der Übergang zwischen dem Kern des Sterns und den Flügeln 7 verläuft hier graduell und kontinuierlich. Die Stirnwand 8 eines Flügels wird von einem Bogen gebildet, der nicht mehr einem Kreisbogen um die Mittelachse 26 entspricht, sondern viel stärker gekrümmt ist. Die Stirnwand geht ohne einen Knick oder einen besonderen Übergang direkt in eine umgekehrt gebogene Kontur über, die weniger stark gekrümmt ist. Hier wird die Außenkontur der Schraubenantriebsausbildung abwechselnd von konkav und konvex gebogenen Linien gebildet.
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Nun zu der in den 30 und 31 dargestellten Ausführungsform der Drehantriebsausbildung eines Schraubenkopfs. Die 30 zeigt einen Axialschnitt durch einen solchen Schraubenkopf. Die Drehantriebsausbildung in Form einer Vertiefung beginnt, wenn man von dem unteren Ende der Ausnehmung ausgeht, in der gleichen Weise wie die Ausfü h-rungsform der 1. Von einem flachkegligen Boden 5 ausgehend ist ein erster Bereich 4 vorhanden, in dem der Querschnitt der Ausnehmung die Form eines Sterns mit einem mittleren Kern und sechs Flügeln 7 aufweist. Die Stirnwände 8 der Flügel verlaufen in dem Axialschnitt parallel zur Längsachse. Der Bereich des Kerns 6 innerhalb des ersten Bereichs 4 zwischen den Flügeln 7 liegt auf einem Konus.
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An diesen unteren Bereich 4 schließt sich ein Übergangsbereich in Form einer Stufe 3 an, in dem die Seitenkontur der Flügel 7 geschwungen veläuft. Die Seitenkontur der Flügel 7 geht dann in den oberen Bereichüber, in dem die ursprüngliche Seitenkontur der Flügel 7 in einen Nutboden übergeht. Von der Stirnseite 2 der Schraube ausgehend sind in Velängerung der Flügel 7 des unteren Bereichs 4 radial verlaufende Nuten 48 ausgebildet, die natürlich auch als Flügel bezeichnet werden könn ten. Wesentlich ist, siehe die perspektivischen Darstellung der 31, dass in dieser an sich ebenen Stirnfläche 2 mehrere radiale nicht bis zum Außenrand des Schraubenkopfs reichende Nuten 48 vorhanden sind, die in beiden Drehrichtungen Angriffsflächen für ein Werkzeug bilden. Hier kann also ein Werkzeug zum Drehangriff mit einer nach unten, das heißt axial, gerichteten Rippe, einem Vorsprung oder dergleichen angreifen. Dadurch vergrößert sich die Angriffsfläche, was wiederum zu einer Verringerung der Flächenpressung füht.
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Aus der perspektivischen Darstellung der 31 ergibt sich die Form des Übergangs zwischen den radial verlaufenden einen stirnseitigen Eingriff ermöglichenden Nuten und den Flügeln des Eingriffsabschnitts 4.
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Die radial verlaufenden Nuten 48, die eine Stirnvertiefung in der Stirnfläche 2 der dargestellten Schraube bilden, haben einen Boden, der im a-dialen Endbereich in einer Querebene quer zur Längsachse der Schraube verläuft. Auch bei allen anderen Ausführungsformen, die in den vorhergehenden Figuren dargestellt sind, ist der Stufenübergang 3 so gestaltet, dass der Boden dieser Stufe sehr nahe an einer Querebene liegt.
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Insbesondere schlägt die Erfindung vor, dass der Boden mit Ausnahme seines Übergangs in die beiden durch die Stufe 3 verbundenen Bereiche einen Winkel von höchstens 45° mit einer quer zur Längsachse verlaufenden Ebene einschließt.
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Was bei der Ausführungsform nach den 30 und 31 besonders deutlich dargestellt ist, gilt auch bei den vorhergehenden Ausführungsformen, da dort überall in dem Bereich zwischen einem Abschnitt mit einem größeren Querschnitt und einem Abschnitt mit einem kleineren Querschnitt ein Stufenübergang 3 vorhanden ist, in dem ein in axialer Richtung vorspringender Teil eines Werkzeugs einen Drehangriff herstellen kann.
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Ein Beispiel für die Form eines solchen Werkzeugs ist in 32 dargestellt. Die dargestellte Form ist das Komplement zu der Ausnehmungsform der 30 und 31. Es ist zu erkennen, dass an dem Werkzeug von dessen freien Ende ausgehend sechs Rippen 7 vorhanden sind, die zunächst axial verlaufen. Dann biegen sie in einer geschwungenen Form nach außen ab und verlaufen in ihrem Endbereich radial und quer zur Längsachse.
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Bei den bisher abgehandelten Ausführungsformen mit Ausnahme der in 24 und 25 dargestellten Ausführungsform verläuft die Stinwand 8 der Flügel 7 in einem Axialschnitt parallel zur Längsachse. Dies ist aber nicht erforderlich.
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Der vereinfachte Axialschnitt durch eine Schraubenantriebsausbildung, beispielsweise ein Werkzeug, zeigt, dass auch die Stirnwand 8 der Flügel 7 in beiden Bereichen 1, 4 auf einem Kegel liegen kann, ebenso wie der Bereich des Kerns 6 zwischen den Flügeln 7. Im dargestellten Beispiel ist der Kegelwinkel, auf dem die Stirnwände 8 der Flügel 7 liegen identisch zu dem Kegelwinkel der Außenseite des Kerns 6 zwischen den Flügeln 7.
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Der Winkel zwischen der Längsachse und der Stirnwand 8 in dem Axiäschnitt beträgt etwa 6°.
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Die 34 zeigt einen weiteren Axialschnitt, bei dem in dem Abschnitt mit der größeren Querschnittsfläche der Kern 6 im Bereich zwischen den Flügeln 7 im Axialschnitt auf einer Zylinderfläche liegt. Die Stinwände 8 der Flügel 7 liegen, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach 33, in dem genannten Bereich auf einer Kegelfläche, die etwa den gleichen Winkel zur Längsachse aufweist wie bei der Ausführungsform nach 33.
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In dem Bereich 4 mit der kleineren Querschnittsfläche verlaufen die Wände des Kerns 6 und die Stirnwände 8 der Flügel 7 wie bei der Ausführungsform nach den 21 bis 23.
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Natürlich sind auch Kombinationen der Verläufe, wie sie hierin dargestellt sind, möglich. Beispielsweise könnte die Stirnwand 8 der Flügel 7 im ersten Bereich 1 auf einer Kegelfläche und im zweiten Bereich 4 auf einer Zylinderfläche liegen. Ähnliches gilt auch für die Außenwand des Kerns 6 zwischen den Flügeln 7.
