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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einsatz für Schraubendreher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Einsätze für Schraubendreher, sogenannte Bits, sind in vielfältigen Ausführungen und Formen bekannt. Der Einsatz wird am Schaft in ein Antriebsspannfutter eingespannt, um das Drehmoment von einem Antrieb auf den Einsatz und vom Eingriffsprofil an der Einsatz-Spitze auf eine Schraube mit einem zum Eingriffsprofil form- und/oder kraftschlüssigen Schraubenkopfprofil zu übertragen. Je nach Bedarf bzw. entsprechend des Kopfprofils der Schraube können die Einsätze im Spannfutter ausgewechselt werden.
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Drehmomentspitzen während des Verschraubens, die insbesondere bei motorischen Antrieben wie Akku-Schraubern auftreten, können durch eine Torsionszone zwischen Schaft und Spitze des Einsatzes abgefedert werden. Die Torsionszone kann beispielsweise als zylinderförmiger Torsionsstab ausgeführt sein, der eine geringere Torsionsfestigkeit als der Einsatz-Schaft und/oder die Einsatz-Spitze aufweist, also torsionsweicher ausgeführt ist.
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Einsätze mit derartigen Torsionszonen sind beispielsweise aus den Offenlegungsschriften
DE 42 43 608 A1 und
DE 39 07 567 A1 bekannt. Bei diesen Einsätzen wird die Torsionsfestigkeit der Torsionszone bzw. des Torsionsstabs einerseits durch veränderte Materialeigenschaften und andererseits durch geometrische Änderungen eingestellt.
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Bei der
DE 42 43 608 A1 wird der Torsionsstab gegenüber dem Schaft und der Spitze des Einsatzes torsionsweicher ausgeführt, indem der Einsatz aus mehreren Materialen mit unterschiedlichen Materialhärten oder aber materialgleich mit nachträglichem Erwärmen/Anlassen des vorgehärteten Materials in der Torsionszone gefertigt wird.
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Bei der
DE 39 07 567 A1 erfolgt die Einstellung der Torsionsfestigkeit mit bestimmten Verhältnissen von Durchmesser zur Länge des Torsionsstabs und/oder mit einer Bohrung durch den Schaft in den Torsionsstab mittig entlang der Längsachse des Einsatzes. Insbesondere ist der Durchmesser des Torsionsstabs gegenüber dem des Einsatz-Schafts verringert.
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Einsätze für Schraubendreher sind durch DIN-Normen standardisiert. Besonders häufig werden 1/4 Zoll Einsätze der Form C 6,3 nach DIN 3126 eingesetzt.
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Der Einsatz kann in bekannten Antriebsspannfuttern klemmend gehalten werden oder mittels eines Magneten fixiert werden. Zum Einrasten in alternativen bekannten Antriebsspannfuttern, welche eine Verriegelungsvorrichtung aufweisen, kann der Einsatz eine Kerbe in einem vorgegebenen Abstand zum Schaftende aufweisen. Dieser Abstand ist in der Regel standardisiert, um verschiedene Einsätze in verschiedenen Antriebsspannfuttern einsetzen zu können, und beträgt bei oben genannter DIN 8,2 Millimeter. Bekannte Einsätze weisen diese Kerbe, sofern sie vorhanden ist, auf dem Schaft auf.
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Die Gesamtlänge eines solchen Einsatzes beträgt in der Regel 25 Millimeter. Auch die Längen der verschiedenen Spitzen der Einsätze können je nach dem Schraubenkopfprofil normiert sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Torsionsweiche und/oder den Verdrehungs- bzw. Verdrillungsgrad eines Einsatzes zu erhöhen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Einsatz mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei einem Einsatz für Schraubendreher der eingangs beschriebenen Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, den Schaft eines Einsatzes soweit zu verkürzen, dass die Länge des verkürzten Schafts kürzer ist als der Abstand, welcher dem Kerbenabstand der Kerbe für ein Einrasten im Antriebsspannfutter eines Einsatzes zum Schaftende entspricht. In einer weiteren erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, die Torsionszone in den Schaft soweit hinein zu erstrecken, dass der Abstand des dem Schaftende zugewandten Endes der Torsionszone zu dem Schaftende kürzer ist als der Abstand, welcher dem Kerbenabstand der Kerbe für ein Einrasten im Antriebsspannfutter eines Einsatzes zum Schaftende entspricht. Derartige Kerbenabstände sind in der Regel standardisiert oder sogar normiert, damit die entsprechenden Einsätze in unterschiedlichen Antriebsspannfuttern verwendet werden können bzw. ein Antriebsspannfutter unterschiedliche Einsätze aufnehmen kann.
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Eine einfache und kostengünstige Lösung der Aufgabe ist es, den Torsionsstab zu verlängern. Überraschenderweise kann die schaftseitig durch den Kerbenabstand vorgegebene Grenze überschritten werden, indem der Torsionsstab in den Schaftbereich über den Kerbenabstand hinaus verlängert wird. Dabei wird in diesem Bereich insbesondere der Außendurchmesser des Schafts verringert und der Schaft dadurch verkürzt.
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Ein derartiger erfindungsgemäßer Einsatz hat den Vorteil, durch Schaftverkürzung und Torsionsstabverlängerung bei gleichbleibender Gesamtlänge des Einsatzes die Torsionsweiche und den Verdrehungsgrad des Einsatzes fertigungskostengünstig und materialsparend zu erhöhen.
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Die Länge des verkürzten Schafts sollte vorzugsweise nicht kürzer als 1/3 des Kerbenabstands zum Schaftende sein, damit der verkürzte Schaft dem Einsatz genügend Halt im Antriebsspannfutter geben kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Mehrkantprofil des Schafts und/oder der Kerbenabstand normiert, insbesondere nach der DIN 3126 Form C. In der Praxis werden besonders häufig 1/4-Zoll Einsätze der Form C mit Nenngröße 6,3 eingesetzt. Bei diesen Einsätzen beträgt der Kerbenabstand 8,2 Millimeter und die Gesamtlänge oftmals 25 Millimeter. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist somit die Schaftlänge kürzer als 8,2 Millimeter.
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In der beanspruchten erfinderischen Ausführungsform ist eine hohlzylinderförmige Manschette über dem Torsionsstab angeordnet. Je stärker der Torsionsstab verlängert bzw. der Schaft verkürzt wird, umso vorteilhafter ist der Einsatz einer solchen Manschette, die einen festen Halt des Einsatzes im Antriebsmaschinenfutter gewährleisten kann. Die Manschette, die beispielsweise aus Kunststoff besteht, bildet zusammen mit dem gekürzten Schaft, der beispielsweise, wie der Torsionsstab und die Spitze, aus Werkzeugstahl besteht, einen Mehrkomponentenschaft.
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Die Manschette besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Ein Vorteil einer aus einem Kunststoff bestehenden Manschette, kann in einem erhöhten Arbeitsschutz liegen. Der Torsionsstab weist in der Regel eine geringere Torsionsfestigkeit als der Schaft und die Spitze auf. Bei Überlastung aufgrund von Drehmomentspitzen wird der Einsatz in der Regel zuerst in der Torsionszone brechen. Durch die über einer Bruchstelle des Torsionsstabs angeordnete Manschette können die Bruchteile durch einen Kunststoff zusammengehalten werden.
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Ist die Manschette am Abstand gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einer Kerbe zum Einrasten im Antriebsmaschinenfutter versehen und/oder entspricht das Außenprofil der Manschette dem Mehrkantprofil des Schafts, wird der Halt des Einsatzes im Antriebsmaschinenfutter weiter verbessert.
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Besteht die Manschette aus transparentem Kunststoff, hat dies insbesondere den Vorteil, dass Markennahmen oder Typbezeichnungen, die auf dem Torsionsstab beispielsweise durch Kleben oder Lasern aufgebracht werden, geschützt und sichtbar sind.
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Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist schaftseitig auf dem Torsionsstab eine Mehrkantstufe angeordnet, mit dem Vorteil, dass das schaftseitige Ende der Manschette form- und/oder kraftschlüssig auf dieser Mehrkantstufe sitzt, die auch als Mitnehmer bezeichnet werden kann. Entspricht das Außenprofil der Mehrkantstufe dem proportional verkleinerten Mehrkantprofil des Schafts, so hat die Mehrkantstufe den weiteren Vorteil, dass eine hohlzylinderförmige, elastische Manschette mit einer kreisrunden Außenkontur, die sich auf die Mehrkantstufe anpresst, eine ähnliche Außenkontur wie die des verkürzten Schafts annimmt und somit einen besseren Halt im Antriebsspannfutter ermöglicht.
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Während die Manschette schaftseitig über der Mehrkantstufe vorzugsweise mit der mehrkantigen Außenkontur des Schafts in diesen übergeht, kann sie zur Einsatz-Spitze hin kreisrund auslaufen.
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Bevorzugt ist in einer Ausgestaltung der Erfindung zwischen der Spitze und der Torsionszone des Einsatzes ein Übergangsschaft angeordnet, sodass die Manschette an beiden Seiten, sowohl schaftseitig als auch an der Spitze, eingebettet ist. Das Außenprofil des Übergangsschafts entspricht vorzugsweise dem Mehrkantprofil des Schafts, was fertigungstechnische Vorteile hat, insbesondere wenn beispielsweise eine Manschette aus flüssigen Kunststoff über den Torsionsstab eingegossen wird, der sich in einer Gussform verfestigt und das Mehrkantprofil des Schafts annimmt.
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Gemäß einer bevorzugten alternativen Ausführungsform der Erfindung weist der Schaft eine umlaufende Hohlkehle auf, deren Tiefe sich in Längsrichtung des Schafts erstreckt, deren Breite sich quer zur Längsrichtung des Schafts erstreckt und welche sich zur Spitze des Einsatzes öffnet. In dieser Ausführungsform werden die äußeren Dimensionen des Schafts nicht wesentlich verändert, die äußere Schaftlänge und der Durchmesser bleiben unverändert. Die Torsionszone wird dadurch in den Schaft hinein erstreckt, dass in den Schaft eine umlaufende Hohlkehle eingebracht ist, insbesondere um den Torsionsstab umlaufend, welche somit die Torsionszone im Inneren des Schafts verlängert, außen die Führung des Einsatzes durch den Schaft jedoch weiter ermöglicht.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in der – beispielhaft – ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine Ansicht eines Einsatzes nach dem Stand der Technik,
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2 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Einsatzes mit einem verkürzten Schaft und einer transparenten Kunststoffmanschette mit Übergangsschaft,
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3 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Einsatzes mit einem verkürzten Schaft und einer transparenten Kunststoffmanschette ohne Übergangsschaft,
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4a eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Einsatzes mit einer in das Innere des schafts hinein erstreckten Torsionszone und
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4b einen Längsschnitt durch den Einsatz entlang der Linie A-A gemäß 4a.
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1 zeigt einen Einsatz 1 gemäß dem Stand der Technik, der sich in einen Schaft 2 der Schaftlänge 2L mit einem Mehrkantprofil 5, in eine Torsionszone 4 mit einer Torsionszonenlänge 4L und in eine Spitze 3 unterteilt. Der Einsatz 1 wird an dem Schaft 2 in ein nicht dargestelltes Spannfutter eines Antriebs gespannt, um das Drehmoment vom Antrieb auf den Einsatz 1 zu übertragen. Vom Einsatz 1 wird das Drehmoment über ein Eingriffsprofil der Spitze 3 auf einen Schraubenkopf einer nicht dargestellten Schraube übertragen, deren Schraubenkopfprofil mit dem Eingriffsprofil korrespondiert. An dem Schaft 2 ist in einem Abstand 6L, welcher vorliegend als Kerbenabstand bezeichnet wird, zu einem Schaftende 2E eine Kerbe 6 angeordnet.
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Der Einsatz 1 ist entsprechend der DIN-Norm 3126 Form C Nenngröße 6,3 normiert. Die Kerbe 6 in dem insbesondere genormten Abstand 6L vom Schaftende 2E dient zum Einrasten des Einsatzes 1 im Antriebsspannfutter. Bei Einsätzen der Nenngröße 6,3 beträgt der Abstand 6L 8,2 Millimeter, die Gesamtlänge oftmals 25 Millimeter. Der Abstand 6L ist bei Einsätzen der Nenngröße 4 auf 4 Millimeter und bei der Nenngröße 8 auf 10,2 Millimeter normiert. Der Einsatz 1 weist mit dem Abstand 6L von 8,2 Millimetern und einer Gesamtlänge von 25 Millimetern die Abmessungen auf, die in der Praxis besonders häufig Anwendung finden.
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Die 2 und 3 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einsatzes 1', 1'' für Schraubendreher. Die Einsätze 1', 1'' in 2 und 3 unterteilen sich in einen Schaft 2', 2'' mit einer Schaftlänge 2L', 2L'' mit einem Mehrkantprofil 5', 5'', in eine Torsionszone 4', 4'' mit einer Torsionszonenlänge 4L', 4L'' und in eine Spitze 3', 3''.
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Die Torsionszone 4', 4'', die in 2 und 3 als zylinderförmiger Torsionsstab ausgeführt ist, ist torsionsweicher als der Schaft 2', 2'' und ggfs. die Spitze 3', 3'' ausgelegt. Bei einem aus einer Komponente, beispielsweise Werkzeugstahl, gefertigten Einsatz 1', 1'' kann die Torsionsweiche über das Querschnittprofil des Torsionsstabs eingestellt werden, insbesondere durch einen geringeren Durchmesser des Torsionsstabs als der Durchmesser des Schafts 2', 2'' und der Spitze 3', 3''.
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Die Schaftlängen 2L', 2L'' der Schäfte 2', 2'' der erfindungsgemäßen Einsätze 1', 1'' sind kürzer als die Schaftlänge 2L des Schafts 2 des Einsatzes 1 gemäß dem Stand der Technik und sind kürzer als der Abstand 6L, welcher dem Kerbenabstand der Kerbe 6 des Einsatzes 1 vom Schaftende 2E gemäß dem Stand der Technik entspricht. Dabei entsprechen insbesondere die Schaftlängen 2L', 2L' der Schäfte 2', 2'' der erfindungsgemäßen Einsätze 1', 1'' einem Abstand eines dem Schaftende 2E', 2E' zugewandten Endes der Torsionszone 4', 4'' zum Schaftende 2E', 2E', da das dem Schaftende 2E', 2E' zugewandten Ende der Torsionszone 4', 4'' direkt an den Schaft 2', 2'' anschließt. Die Schaftlängen 2L', 2L' betragen etwa 3 bis 6 Millimeter, vorzugsweise etwa 4 Millimeter. Die Torsionszonenlängen 4L', 4L'' der Torsionszonen 4', 4'' der Einsätze 1', 1'' sind länger als die Torsionszonenlänge 4L des Einsatzes 1 gemäß dem Stand der Technik.
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Die Torsionszonen 4', 4'' können schaftseitig eine Mehrkantstufe 8', 8'' aufweisen. Das Außenprofil der Mehrkantstufe 8', 8'' entspricht vorzugsweise dem proportional verkleinerten Mehrkantprofil 5', 5'' Schafts 2', 2''.
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Bei dem Einsatz 1' gemäß dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Torsionszone 4' und der Spitze 3' ein Übergangsschaft 9' angeordnet. Der Übergangsschaft 9' kann ein mehrkantiges Außenprofil aufweisen, das dem Mehrkantprofil 5' des Schafts 2' entspricht.
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Weiterhin zeigt 2 eine Manschette 7', die über der Torsionszone 4' zwischen dem Schaft 2' und dem Übergangsschaft 9' des Einsatzes 1' beidseitig eingebettet angeordnet ist. Die Manschette 7' ist insbesondere hohlzylinderförmig und besteht aus einem transparenten Kunststoff. Das Außenprofil der Manschette 7' kann insbesondere über der Mehrkantstufe 8', vorzugsweise über die gesamte Torsionszonenlänge 4L', dem Mehrkantprofil 5' des Schafts 2' entsprechen. Das Innenprofil ist über dem zylinderförmigen Torsionsstab kreisrund. Somit wird die Torsionsweiche der Torsionszone 4' durch die Manschette 7' nicht beeinträchtigt. Über der Mehrkantstufe 8' korrespondiert das Innenprofil der Manschette 7' mit dem Außenprofil der Mehrkantstufe 8', sodass die Manschette 7' mit der Mehrkantstufe 8' eine form- und kraftschlüssige Verbindung eingehen kann. Somit dient die Mehrkantstufe 8' als Mitnehmer für die Manschette 7'. Dadurch, dass die Manschette 7' nur im Bereich der Mehrkantstufe 8' mit dem Einsatz 1' drehfest verbunden ist, im übrigen Bereich der Torsionszone 4' jedoch eine Relativdrehung zwischen der Manschette 7' und dem Torsionsstab möglich ist, wird eine Entkopplung zwischen Antrieb und Führung erreicht. Die Torsionszonenlänge 4L' der Torsionszone 4' kann bei einer Gesamtlänge des Einsatzes 1' von 25 Millimetern etwa 12 Millimeter betragen.
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Der Einsatz 1'' gemäß dem in 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Beispiel aus 2 dadurch, dass der Einsatz 1'' keinen Übergangsschaft 9' aufweist. Die Torsionszone 4'' erstreckt sich somit bis zur Spitze 3'' und wird damit gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel nochmals verlängert. Die Torsionszonenlänge 4L'' kann bei einer Gesamtlänge des Einsatzes 1' von 25 Millimetern etwa 15 Millimeter betragen. Eine Manschette 7'', welche ansonsten vergleichbar zur Manschette 7' des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist, endet an der Spitze 3'' und läuft vorzugsweise zur Spitze 3'' hin kreisrund aus.
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Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Einsatzes 1''' für Schraubendreher. Der Einsatz 1''' unterteilen sich in einen Schaft 2''' mit einer Schaftlänge 2L''' mit einem Mehrkantprofil 5''', in eine Torsionszone 4''' mit einer Torsionszonenlänge 4L''' und in eine Spitze 3'''.
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Die Torsionszone 4''', die beispielsweise als zylinderförmiger Torsionsstab ausgeführt ist, ist torsionsweicher als der Schaft 2''' und die Spitze 3''' ausgelegt. Bei einem aus einer Komponente, beispielsweise Werkzeugstahl, gefertigten Einsatz 1''' kann die Torsionsweiche über das Querschnittprofil des Torsionsstabs eingestellt werden, insbesondere durch einen geringeren Durchmesser des Torsionsstabs als der Durchmesser des Schafts 2''' und der Spitze 3'''.
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Die Schaftlänge 2L''' des Schafts 2''' des erfindungsgemäßen Einsatzes 1''' entspricht im wesentlichen der Schaftlänge 2L des Schafts 2 des Einsatzes 1 gemäß dem Stand der Technik. Ein Abstand 4A eines dem Schaftende 2E''' zugewandten Endes der Torsionszone 4''' zu dem Schaftende 2E''' ist kürzer als der Abstand 6L, welcher dem Kerbenabstand der Kerbe 6 des Einsatzes 1 vom Schaftende 2E gemäß dem Stand der Technik entspricht. Das dem Schaftende 2E''' zugewandte Ende der Torsionszone 4''' schließt in dieser Ausführungsform nicht an das der Spitze 3''' zugewandte Ende des Schafts 2''' an, sondern ist im Inneren des Schafts 2''' angeordnet. In dieser Ausführungsform ist eine Hohlkehle 9''' umlaufend in dem Schaft 2''' angeordnet, insbesondere um den Torsionsstab der Torsionszone 4''' umlaufend angeordnet und insbesondere in der der Spitze 3''' zugewandten Stirnseite des Schafts 2''', welche sich durch den verringerten Durchmesser des Torsionsstabs gegenüber dem Durchmesser des Schafts 2''' ergibt, angeordnet. Die Hohlkehle 9''' weist eine Tiefe t auf, welche sich parallel zur Längsachse des Einsatzes 1''' erstreckt. Die Hohlkehle 9''' weist eine Breite b auf, welche sich quer zur Längsachse des Einsatzes 1''' erstreckt. Die äußere Länge 2L''' des Schafts 2''' bleibt somit im wesentlichen unverändert. Die Torsionszonenlänge 4L''' der Torsionszonen 4''' des Einsatzes 1''' ist länger als die Torsionszonenlänge 4L des Einsatzes 1 gemäß dem Stand der Technik und kann beispielsweise 15 Millimeter betragen.
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Der normierte Abstand 6L vom Schaftende 2E, 2E', 2E'', 2E''' ist bei den Einsätzen 1, 1', 1'', 1''' gemäß der 1 bis 4 gleich groß. Erfindungsgemäß kann sich eine Kerbe 6', 6'' bei den Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung wie in 2 und 3 dargestellt nicht mehr auf dem verkürzten Schaft 2', 2'' befinden, da die Schaftlänge 2L', 2L'' kürzer als der Abstand 6L ist. Die Kerbe 6', 6'' befindet sich bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen, falls gewünscht, auf der Manschette 7', 7''. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 kann sich eine Kerbe 6''', falls gewünscht, auf der Außenseite des Schafts 2''' befinden, da die Schaftlänge 2L''' größer als der Abstand 6L ist und nur der Abstand 4A des dem Schaftende 2E''' zugewandten Endes der Torsionszone 4''' zu dem Schaftende 2E''' kürzer ist als der Abstand 6L.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einsatz
- 2
- Schaft
- 2L
- Schaftlänge
- 2E
- Schaftende
- 3
- Spitze
- 4
- Torsionszone
- 4L
- Torsionszonenlänge
- 5
- Mehrkantprofil
- 6
- Kerbe
- 6L
- Abstand
- 1'
- Einsatz
- 2'
- Schaft
- 2L'
- Schaftlänge
- 2E'
- Schaftende
- 3'
- Spitze
- 4'
- Torsionszone
- 4L'
- Torsionszonenlänge
- 5'
- Mehrkantprofil
- 6'
- Kerbe
- 6L
- Abstand
- 7'
- Manschette
- 8'
- Mehrkantstufe
- 9'
- Übergangsschaft
- 1''
- Einsatz
- 2''
- Schaft
- 2L''
- Schaftlänge
- 2E''
- Schaftende
- 3''
- Spitze
- 4''
- Torsionszone
- 4L''
- Torsionszonenlänge
- 5''
- Mehrkantprofil
- 6''
- Kerbe
- 6L
- Abstand
- 7''
- Manschette
- 8''
- Mehrkantstufe
- 1'''
- Einsatz
- 2'''
- Schaft
- 2L'''
- Schaftlänge
- 2E'''
- Schaftende
- 3'''
- Spitze
- 4'''
- Torsionszone
- 4L'''
- Torsionszonenlänge
- 5'''
- Mehrkantprofil
- 6'''
- Kerbe
- 6L
- Abstand
- 9'''
- Hohlkehle
