DE1298949B - Arrangement and design of the force-transmitting surfaces on the screwdriver and screw head - Google Patents
Arrangement and design of the force-transmitting surfaces on the screwdriver and screw headInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und Ausgestaltung der kraftübertragenden Flächen am Schraubendreher und Schraubenkopf, wobei der Schraubendreher drei gleichmäßig um den Umfang verteilte Anlageelemente aufweist, die sich an nach innen vorgewölbten Anlageflächen in der Ausnehmung des Schraubenkopfes anlegen.The invention relates to an arrangement and configuration of the force-transmitting Faces on the screwdriver and screw head, the screwdriver being three evenly having contact elements distributed around the circumference that bulge inwardly Place the contact surfaces in the recess of the screw head.
Die gebräuchlichsten Paarungen sind Sechskant-, Kreuzschlitz- und Längsschlitzpaarungen, bei denen beide Kupplungsteile die gleichen geometrischen Formen aufweisen. Für Sonderzwecke werden auch Vielzahn- und Vierkantpaarungen verwendet. Es ist ferner bekannt, daß, beispielsweise für Türverriegelungen, mit einem dreikantigen Werkzeug Drehmomente auf Innendreikante von Teilen übertragen werden können. Die dreikantige Form dient dabei zur Verhinderung mißbräuchlicher Benutzung, nicht aber zur vorteilhaften Übertragung von Drehmomenten.The most common pairings are hex, Phillips, and Longitudinal slot pairings in which both coupling parts have the same geometric Have shapes. Multi-tooth and square pairs are also used for special purposes. It is also known that, for example for door locks, with a triangular Tool torques can be transmitted to the inner triangle of parts. the triangular shape serves to prevent improper use, but not for the advantageous transmission of torques.
Die bekannten Paarungen mit mehr als drei Anlageelementen haben den Nachteil, daß sehr enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden müssen, wenn die Drehmomente gleichförmig übertragen werden sollen; mit zunehmender Zahl der zur Übertragung dienenden Anlageelemente wachsen die Anforderungen an die Paßgenauigkeit für beide Teile.The known pairings with more than three contact elements have the Disadvantage that very tight manufacturing tolerances must be observed when the Torques are to be transmitted uniformly; with increasing number of to System elements used for transmission are increasing the demands on accuracy of fit for both parts.
Um an den Anlageelementen eine relativ große Maßtoleranz zu ermöglichen, ist es bekannt, die aneinanderliegenden Flächen dieser Anlageelemente beider Teile einer Paarung nicht eben, sondern etwa gleichlaufend gekrümmt verlaufen zu lassen. So ist z. B. eine Schraube und ein Innenschlüssel bekannt, wobei der Schlüssel achtwellenförmig ineinander übergehende Mitnehmerrippen aufweist, die sich in ein entsprechendes Wellenprofil in der Ausnehmung des Schraubenkopfes einlegen. Da bei Radialverschiebung sich gleichzeitig der Anlagewinkel ändert, erfolgt eine gewisse Anpassung an ein Toleranzspiel zwischen Schlüssel und Schraubenkopf, jedoch muß auch bei dieser Anordnung die Kreisteilung der Mitnehmerrippen sehr exakt erfolgen, damit alle Rippen etwa gleichmäßig tragen.In order to allow a relatively large dimensional tolerance on the contact elements, it is known, the abutting surfaces of these contact elements of both parts of a pairing not to be flat, but rather to be curved in the same direction. So is z. B. a screw and an inner wrench are known, the key being eight-wave-shaped Has merging driver ribs, which are in a corresponding Insert the wave profile in the recess of the screw head. Since with radial displacement if the contact angle changes at the same time, there is a certain adjustment to a Tolerance play between key and screw head, however, must also with this arrangement the circular division of the driver ribs take place very precisely, so that all ribs are about wear evenly.
Um beim Aufspreizen des Mauls eines Gabelschlüssels eine Kantenpressung durch das durch die größere Innenbreite bedingte große Spiel und die dadurch auftretende Schrägstellung des Sechskantkopfes zu vermeiden, ist es bekannt, die Anlageflächen des Gabelschlüssels an ihrem Vorderende nach innen vorgewölbt auszubilden.To avoid edge pressure when the jaw of an open-end wrench is spread open due to the large play caused by the larger inner width and the resulting To avoid inclination of the hexagonal head, it is known to use the contact surfaces of the open-ended wrench bulge inward at its front end.
Um derartige Kantenpressungen bei Ring- bzw. Steckschlüsseln mit I2eckigem Sternprofil zu vermeiden, ist es bekannt, die Anlageflächen im Ring- bzw. Steckschlüssel nicht wie üblich eben, sondern gewölbt und axialrippenartig auszubilden. Da derartige Ring- bzw. Steckschlüssel für Sechskantschrauben bestimmt sind, erfolgt auch dadurch keine gleich- ; förmige Verteilung des Drehmoments auf alle Anlageelemente.To avoid such edge pressures on ring or socket wrenches with I2ckiges To avoid star profile, it is known to use the contact surfaces in the ring spanner or socket wrench not flat, as usual, but arched and designed in the manner of axial ribs. Since such Ring wrenches or socket wrenches are intended for hexagon screws, this also takes place none equal; shaped distribution of the torque to all contact elements.
Bei einer bekannten Anordnung der zuerst genannten Art sind sowohl die Flanken am Innenteil als auch die entsprechenden Gegenflächen am Außenteil gekrümmt ausgebildet. Die Umfangsflächen beider Teile verlaufen aber einander entsprechend wellenförmig, so daß schon bei geringem Unterschreiten eines vorbestimmten Spiels die Anlage zwischen den nach außen gekrümmten Außenkanten der Flügel und den hohlgekrümmten Flächen im Außenteil erfolgt. Dadurch erfolgt die Übertragung in einem sehr flachen Winkel, so daß die anteilige Radialkraftkomponente außerordentlich hoch ist. Dies würde bei Anwendung dieses bei Kupplungen bekannten Prinzips an Schraubenköpfen eine erhebliche Vergrößerung des Durchmessers des Schraubenkopfes zur Aufnahme dieser zusätzlichen Radialkräfte bei gegebenen Durchmesser der Ausnehmung entsprechend der genormten Schlüsselgröße erforderlich machen.In a known arrangement of the first-mentioned type are both the flanks on the inner part and the corresponding mating surfaces on the outer part are curved educated. However, the peripheral surfaces of both parts run correspondingly to one another wave-shaped, so that even if the clearance falls slightly below a predetermined level the contact between the outwardly curved outer edges of the wings and the hollow curved ones Areas in the outer part takes place. As a result, the transmission takes place in a very flat Angle, so that the proportional radial force component is extremely high. this would be when applying this principle, known from couplings, to screw heads a significant increase in the diameter of the screw head to accommodate this additional radial forces for a given diameter of the recess accordingly the standardized key size required.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Anordnung und Ausgestaltung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der eine gleichförmige Verteilung der Last auf alle Anlageelemente erfolgt, das Werkzeug sich in der Ausnehmung selbst zentriert und bei erhöhter Belastung und damit zunehmender Verformung eine selbsttätige Anpassung der Übertragungsbedingungen an die erhöhte Kraft eintritt. Vorzugsweise sollen die Anlageelemente im Schraubenkopf so ausgebildet sein, daß die Schrauben notfalls auch mit einem normalen Schraubendreher oder einem normalen InnensechskantschIüssel gedreht werden können.It is the object of the invention to provide an arrangement and to create configuration of the type described in the opening paragraph, in which a uniform The load is distributed to all contact elements, the tool is in the recess self-centered and with increased load and thus increasing deformation a automatic adaptation of the transmission conditions to the increased force occurs. The contact elements in the screw head should preferably be designed so that If necessary, the screws can also be removed with a normal screwdriver or a normal one Allen key can be turned.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Ausnehmung im Schraubenkopf sechs gleichmäßig am Umfang verteilte Anlageflächen aufweist, deren Wölbung so ausgebildet ist, daß der in jedem Querschnitt des Schraubenkopfes durch die Scheitelpunkte aller Wölbungen gehende Kreis größer als der einbeschriebene Kreis im entsprechenden Querschnitt des Schraubendrehers ist und daß in jeder Höhe in der durch die Außenkanten der Anlageflächen des Schraubendrehers gehenden Kreislinie die Steigung der Tangente an die Wölbung der Anlagefläche im Schraubenkopf einen kleineren Winkel gegen den zugeordneten Radialstrahl bildet als die Tangente an die Anlagefläche des Werkzeugs. Durch die erfindungsgemäße Winkellage der Flächen der Anlageelemente zentriert sich der Schraubendreher in der Ausnehmung selbsttätig durch das übertragene Drehmoment und verteilt dieses dabei gleichmäßig auf alle Anlageelemente. Wenn durch zunehmende Belastung eine zunehmende Verformung der gewölbten Anlageflächen in der Ausnehmung des Schraubenkopfes eintritt, wandert der Anlagepunkt zwangläufig in Richtung auf die Basis der Wölbung bzw. die freie Kante der Anlagefläche am Schraubendreher, so daß der bei der Kraftübertragung wirksame Hebelarm länger und bei gleichem übertragenen Drehmoment die Pressung am Auflagepunkt damit geringer wird.According to the invention this is achieved in that the recess has six contact surfaces evenly distributed around the circumference in the screw head, whose Curvature is designed so that in each cross section of the screw head through the vertices of all bulges are larger than the inscribed circle Circle is in the corresponding cross-section of the screwdriver and that at every height in the circular line that goes through the outer edges of the contact surfaces of the screwdriver the slope of the tangent to the curvature of the contact surface in the screw head forms a smaller angle to the assigned radial ray than the tangent the contact surface of the tool. Due to the angular position of the surfaces according to the invention the screwdriver centers itself automatically in the recess through the transmitted torque and distributes it evenly to everyone Investment elements. When due to increasing load there is an increasing deformation of the arched Contact surfaces occurs in the recess of the screw head, the contact point migrates necessarily in the direction of the base of the curvature or the free edge of the contact surface on the screwdriver, so that the lever arm that is effective in power transmission is longer and with the same transmitted torque, the pressure at the contact point is lower will.
Vorzugsweise sind die Basispunkte benachbarter Wölbungen durch tangential an dem durch diese Punkte gehenden Kreis liegende ebene Flächen, mit einer etwa der Schneidendicke eines normalen Schraubendrehers entsprechenden Breite verbunden. Durch diese Anordnung wird gegebenenfalls ein Einschrauben oder Lösen der Schraube durch einen diametral in die Ausnehmung eingesteckten Schneidenschraubendreher möglich. Durch diese Anordnung von ebenen Verbindungsflächen zwischen den Basen der Wölbungen können die Anlageelemente am Schraubendreher ebene Flächen sein und die Stoßkanten zweier benachbarter Flächen mit einer der Breite der ebenen Flächen an der Basis der Wölbungen entsprechenden Breite angefaßt sein, so daß der Schraubendreher auch in der Nähe der Außenkante seiner Auflagefläche sehr kräftig ist und damit auch bei großem Spiel erhebliche Kräfte übertragen werden können.The base points of adjacent bulges are preferably tangential through flat surfaces lying on the circle passing through these points, with an approximately the width of the cutting edge of a normal screwdriver. This arrangement enables the screw to be screwed in or loosened if necessary possible by means of a cutting screwdriver inserted diametrically into the recess. This arrangement of flat connecting surfaces between the bases of the arches the contact elements on the screwdriver can be flat surfaces and the abutting edges two adjacent faces one of the width of the flat faces at the base the curvature corresponding width must be handled, so that the screwdriver also is very strong near the outer edge of its bearing surface and therefore also Considerable forces can be transmitted in the case of large play.
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den Scheitelpunkten gegenüberliegender Wölbungen der Ausnehmung im Schraubenkopf etwa das 0,8fache des Gewinde-Nenndurchmessers. Da der genormte Abstand zweier gegenüberliegender Flächen eines Innensechskantschlüssels das O,Sfache des Gewinde-Nenndurchmessers der entsprechenden Schraube beträgt, wird es bei dieser Anordnung möglich, die erfindungsgemäß ausgebildete Schraube auch mit einem normalen Innensechskantschlüssel notfalls zu drehen.Preferably the distance between the vertices is more opposite Bulges of the Recess in the screw head about 0.8 times the Nominal thread diameter. Because the standardized distance between two opposing surfaces using an Allen key, 0.1 times the nominal thread diameter of the corresponding Screw is, it is possible with this arrangement, the inventively designed If necessary, the screw can also be turned with a normal Allen key.
Um das Einstecken des Schraubendrehers in die Ausnehmung im Schraubenkopf zu erleichtern, können in an sich bekannter Weise die gewölbten Flächen der Ausnehmung im Schraubenkopf und/oder die Einlageflächen des Schraubendrehers nach unten, vorzugsweise in einem Winkel von 2 bis 10°, schräg aufeinander zu verlaufen.About inserting the screwdriver into the recess in the screw head To facilitate, the curved surfaces of the recess can in a known manner in the screw head and / or the inlay surfaces of the screwdriver down, preferably at an angle of 2 to 10 °, sloping towards each other.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt B i 1 d 1 eine Darstellung des sternförmigen Innensechskants mit einem Dreikantschlüssel, B i 1 d 2 den sternförmigen Innensechskant und die Benutzung eines normalen schneidenförmigen Schraubendrehers, B i 1 d 3 den sternförmigen Inensechskant und die Benutzung eines normalen Sechskant-Stiftschraubenschlüssels und B i 1 d 4 ein Schema der geometrischen Verhältnisse der erfindungsgemäßen Anordnung.The invention is illustrated below with reference to the drawings of exemplary embodiments explained in more detail. In the drawing, B i 1 d 1 shows a representation of the star-shaped Allen key with a triangular key, B i 1 d 2 the star-shaped Allen key and the use of a normal knife-edge screwdriver, B i 1 d 3 den star-shaped hexagon socket and the use of a normal hexagon socket wrench and B i 1 d 4 a diagram of the geometric relationships of the arrangement according to the invention.
Der Schraubenkopf 1 hat eine axiale Vertiefung 2 von sechseckiger Grundfläche. Anstatt der sechseckigen könnte er auch eine dreieckige oder eine zwölfeckige Form haben. An den Ecken hat er Tangentialflächen 3. Diese sind nach innen gerichtete, durch kreisbogenförmige Anlageflächen 4 miteinander verbunden, die nach der Mitte zu gerichtete Schultern bilden. Die Schultern sind die Widerlager für die die Schrauben drehenden;Werkzeuge. Versuche haben ergeben, daß die günstigsten Verhältnisse folgende sind: Die Entfernung der diametral gegenüberliegenden engsten Stellen des Vielecks soll der Schlüsselweite s und der Abstand der diametral gegenüberliegenden Ecken etwa dem um 20 % vergrößerten Eckmaß 1,2e, für gleiche Gewindedurchmesser dl bekannter Art entsprechen. Jeder der sechs bogenförmigen zur Kraftübertragung dienenden Teile mit dem Radius von vorzugsweise 0,35 dl ist so gestaltet, daß ein Dreikant-Stiftschlüssel 5 oder im Notfall auch ein Schraubendreher 6 für Längsschlitz an dem äußeren Teil des Bogens und ein Sechskant-Stiftschlüssel 7 an dem mittleren Teil des Bogens anliegen.The screw head 1 has an axial recess 2 with a hexagonal base. Instead of the hexagonal, it could also have a triangular or a twelve-sided shape. At the corners it has tangential surfaces 3. These are inwardly directed, connected to one another by circular arc-shaped contact surfaces 4 , which form shoulders directed towards the center. The shoulders are the abutments for the tools that turn the screws. Tests have shown that the most favorable conditions are as follows: The distance of the diametrically opposite narrowest points of the polygon should correspond to the width across flats s and the distance between the diametrically opposite corners approximately to the corner dimension 1,2e, increased by 20%, for the same thread diameter dl of the known type. Each of the six curved parts used for power transmission with a radius of preferably 0.35 dl is designed so that a triangular pin wrench 5 or, in an emergency, a screwdriver 6 for a longitudinal slot on the outer part of the arch and a hexagonal pin wrench 7 on the in the middle of the arch.
Die Tiefe des sternförmigen Innensechskants entspricht vorzugsweise der einer genormten Innensechskantenschraube für den gleichen Gewindedurchmesser. Die Flächen des sternförmigen Innensechskants können in axialer Richtung schwach kegelig sein.The depth of the star-shaped hexagon socket preferably corresponds to that of a standardized hexagon socket screw for the same thread diameter. The surfaces of the star-shaped hexagon socket can be weak in the axial direction be tapered.
Wie in B i 1 d 4 dargestellt, sind die Anlageflächen 4 mit einer Wölbung W ausgeführt, deren Basispunkte B durch eine tangential verlaufende gerade Fläche mit der Breite b entsprechend der Schneidenbreite eines normalen Schraubenziehers verbunden sind. Durch die Scheitelpunkte S der Wölbungen verläuft ein Kreis K, Die geraden Anlageflächen des Schraubendrehers5 sind an ihren Stoßkanten durch Tangentialflächen mit der Breite b verbunden. Der durch die Außenkanten des Schraubendrehers 5 gehende Kreis K", hat einen etwas kleineren Radius als die Radialentfernung der tangentialen Verbindungsflächen der Basispunkte der Wölbungen W.As shown in B i 1 d 4, the contact surfaces 4 are designed with a curvature W, the base points B of which are connected by a tangentially extending straight surface with the width b corresponding to the width of the cutting edge of a normal screwdriver. A circle K runs through the vertices S of the bulges. The straight contact surfaces of the screwdriver 5 are connected at their abutting edges by tangential surfaces with the width b. The circle K ″ passing through the outer edges of the screwdriver 5 has a slightly smaller radius than the radial distance of the tangential connecting surfaces of the base points of the bulges W.
Die Anordnung ist gemäß der Erfindung so getroffen, daß der durch die Scheitelpunkte der Wölbungen W gehende Kreis K, in jedem Fall größer als der in dem dreieckigen Querschnitt des Schraubendrehers einbeschriebene Kreis K, ist. Der Radius der Wölbung W ist so gewählt, daß in der durch die Außenkanten der Anlageflächen des Schraubendrehers 5 gehenden Kreislinie Ku, die Steigung der Tangente T" an die Wölbung W der zugeordneten Anlagefläche 4 im Schraubenkopf 1 einen Winkel a gegen den zugeordneten Radialstrahl R kleiner als der Winkel ß der Tangente T" an die Anlagefläche des Werkzeugs 5 bildet.According to the invention, the arrangement is such that the circle K passing through the vertices of the bulges W is in any case larger than the circle K inscribed in the triangular cross-section of the screwdriver. The radius of the curvature W is chosen so that in the circular line Ku passing through the outer edges of the contact surfaces of the screwdriver 5, the slope of the tangent T "to the curvature W of the associated contact surface 4 in the screw head 1 is an angle a against the associated radial ray R smaller as the angle ß of the tangent T ″ on the contact surface of the tool 5 forms.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEV18579A DE1298949B (en) | 1960-05-09 | 1960-05-09 | Arrangement and design of the force-transmitting surfaces on the screwdriver and screw head |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1298949B true DE1298949B (en) | 1969-07-03 |
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ID=7577212
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1298949B (en) |
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1960
- 1960-05-09 DE DEV18579A patent/DE1298949B/en active Pending
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