DE19614961C2 - Schraubendreherbit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubendreherbit mit konisch aufeinander zulaufenden Antriebsstegen zum form- und/oder kraftschlüssigen Einsetzen in den Antrieb eines Schrauben­ kopfes.

Diese Schraubendreherbits werden üblicherweise als Einsätze für maschinenbetriebene Schrauber verwendet und dienen zur Drehmomentenübertragung zum Drehen von Kreuzschlitzschrauben. Derartige Bits sind zum Beispiel aus dem DE-GM 69 35 945 oder dem Katalog der Firma Wera, Wuppertal, Ausgabe 1993, Seiten 80 bis 91, bekannt.

Bei der Verwendung motorisch angetriebener Schrauber kommt es bei den bekannten Bits zu dem sehr unangenehmen sogenannten "Cam-Out-Effekt", der zu einem Auswerfen des Schraubendreher­ bits aus dem Schraubenantrieb führt.

Dabei rutschen die Antriebsstege des Bits bzw. die Außenkanten seiner Arbeitsbereiche über die Eingriffsnuten im Schrauben­ kopf, so daß es zu einer Beschädigung oder Zerstörung sowohl des Schraubenkopfantriebes wie auch des Bits kommt.

Die mechanisch-physikalischen Gründe, die zu diesem Auswerf­ effekt führen, liegen ursächlich in einer in der Praxis nie zu vermeidenden geringfügigen Schrägstellung bzw. Verkantung des motorisch angetriebenen Schraubwerkzeuges in bezug auf die Schraubenlängsachse.

Um ein auf die Momentenübertragung nachteiliges Verkippen des Schraubwerkzeuges zu verhindern, wird beispielsweise im DE-GM 16 84 419 vorgeschlagen, das Schraubwerkzeug mit einer ebenen Auflagefläche auszustatten, die sich gegen die Schraubenkopf­ oberseite bündig anlegt. Dadurch wird, insbesondere bei hö­ herem Druck in Richtung der Schraubenlängsachse, ein Verkanten erschwert.

Wenn jedoch ein Verkippen erfolgt, was z. B. bei motorisch angetriebenen Schraubern aufgrund des großen Hebelarmes und des Gewichtes des Werkzeuges nicht zu vermeiden ist, werden durch diese Maßnahme die Auswurfkräfte um so stärker wirksam, da sich dann die Umfangskante der Auflagefläche gegen die Schraubenkopfoberseite abstützt und das Schraubendreherbit aus dem Schraubenkopfantrieb nach oben herausgehebelt wird.

Darüber hinaus sind beispielsweise aus dem DE-GM 90 16 560 Bits für sogenannte Torx-Schrauben bekannt, bei denen die Antriebsstege im Bereich der Schraubenkopfoberseite eine kon­ kave Höhlung aufweisen. Dadurch soll eine gewisse Kippfreiheit ermöglicht werden, die ein Ein- oder Herausdrehen der Schraube auch in abgewinkelter Stellung ermöglicht.

Bei diesem Schraubsystem spielt jedoch der Cam-Out-Effekt keine Rolle, da die Kräfte an den Berührungsstellen parallele Wirkungslinien haben und somit keine nach oben gerichteten Kräfte auftreten.

Ein vergleichbarer Bit ist auch aus der EP 659 524 A1 bekannt.

In der US-PS 2,268,515 wird zur Verbesserung der Drehomomen­ tenübertragung ein Schraubsystem vorgeschlagen, bei dem die Antriebsstege des Bits und die Eingriffsnuten des Schrauben­ kopfes bogenförmig gekrümmt sind und im Zentrum des Schrauben­ kopfantriebes eine kreisförmige Vertiefung ausgebildet ist, in die ein mittiger Stempel des Bits eingreift. Dieses Schraub­ system hat sich jedoch auch aufgrund der komplizierten und teuren Herstellung der Antriebsstege bzw. Eingriffsnuten im Schraubenkopf nicht durchsetzen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schrauben­ dreherbit zum Drehen konventioneller Kreuzschlitzschrauben zu schaffen, bei dem der sogenannte "Cam-Out-Effekt" verringert bzw. vollständig vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß sich die Auswurfkräfte bei einer geringfügigen Verkantung des Schraub­ werkzeuges drastisch mindern lassen, wenn die Außenkante min­ destens eines Antriebssteges nicht über die Schraubenkopf­ oberseite hinausreicht.

Dies liegt offensichtlich daran, daß die Außenkanten bei einem Verkanten des Antriebswerkzeuges bzw. des Schraubendreherbits unter die Schraubenkopfstirnseite eintauchen und somit kein Hebelarm mehr vorhanden ist, der zu einer nach oben gerichte­ ten resultierenden Auswerfkraft führt.

Die radiale seitliche Bewegung des Schraubendreherbits im Schraubenkopfantrieb wird dabei durch die immer vorhandenen geringfügigen Dickenunterschiede zwischen den Eingriffsnuten und den Antriebsstegen ermöglicht, die ein wenn auch minimales seitliches Verkanten ermöglichen.

Obwohl zweckmäßigerweise alle vier Antriebsstege bzw. deren Außenkanten wie beschrieben verkürzt sind, läßt sich eine spürbare Verringerung des "Cam-Out-Effektes" auch bei einer, zwei oder drei verkürzten Außenkanten erreichen.

Als weitere konstruktive Möglichkeit zur erfindungsgemäßen Ausbildung eines Schraubendreherbits wird gemäß Patentanspruch 2 vorgeschlagen, den Durchmesser des Kreises, der die An­ triebsstege bzw. deren Antriebsbereiche oder Außenkanten im Bereich der Schraubenkopfoberseite bzw. der Schraubenkopf­ stirnfläche umfänglich einhüllt, gleich oder kleiner zu halten als die größte Öffnungsweite des Antriebes.

Dies kann z. B. dadurch verwirklicht werden, daß in den Bit im Bereich der Schraubenkopfoberseite eine kleine umlaufende Nut eingefräst wird, die die radiale Ausdehnung der Antriebsstege in diesem Bereich begrenzt. Dabei muß allerdings unter Um­ ständen eines gewisse Herabsetzung des maximal übertragbaren Drehmomentes in Kauf genommen werden.

Auch dadurch wird eine aufgrund der Fertigungstoleranzen er­ möglichte geringfügige seitliche Bewegung des Schraubendreher­ bits im Schraubenkopfantrieb erreicht, die zur Verringerung des "Cam-Out-Effektes" führt.

Wie bereits erwähnt, tritt dieser Cam-Out-Effekt insbesondere bei Kreuzschlitzschrauben auf, bei denen die Begrenzungsflä­ chen der Eingriffsnuten bzw. die Außenkanten der Arbeitsstege des Bits in Richtung der Schraubenachse konisch aufeinander zulaufen.

Bei diesen Schraubentypen werden die sogenannten Philipps- und Pozidrive-Antriebssysteme verwendet. Der wesentliche Unter­ schied zwischen beiden Antriebssystemen besteht darin, daß bei der Pozidrive-Ausführung zwischen den eigentlichen Eingriffs­ nuten kleinere Klemmnuten vorgesehen sind, in die die Schrau­ bendreherbits mit konkav gekrümmt verlaufenden Klemmvorsprün­ gen eingreifen. Dadurch soll ein Lösen der Schraube vom Bit zumindest kurzzeitig verhindert werden.

Selbstverständlich sind die erfindungsgemäßen Ausführungen der Schraubendreherbits für beide genannten Antriebssysteme ver­ wendbar.

Bei richtiger Ausbildung des Bitschaftes ist bei den erfin­ dungsgemäßen Bits auch keine Schwächung der maximal zu über­ tragenden Drehmomente zu befürchten, da der eigentliche An­ triebsbereich des Bits nicht oder nur unwesentlich geschwächt wird.

Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen Bits jedoch zumindest im Bereich der Antriebsstege geschmiedet oder gehämmert, so daß es durch die Kaltumformung zu einer Verfestigung des Gefü­ ges kommt. Auch ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäßen Bits im Bereich der Antriebsstege z. B. mit Hilfe der üblichen Kohlenstoff- oder Stickstoffbehandlungen gehärtet sind. Zu­ sätzlich oder alternativ können die Bits auch eine verschleiß­ feste Beschichtung wie z. B. Bornitrit, Borkarbid, Titankarbid oder dergleichen tragen. Derartige keramische oder teilkera­ mische Beschichtungen können mit den bekannten Plasma-Spritz­ verfahren aufgebracht werden.

Die Erfindung ist in den Zeichnungsfiguren beispielsweise veranschaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeich­ nungsfiguren im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines üblichen Schrauben­ dreherbits für Kreuzschlitzschrauben,

Fig. 2 die Lage eines erfindungsgemäßen Schraubendreherbits in einem Schraubenkopfantrieb im Vergleich zum Stand der Technik,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schraubendreherbits,

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schraubendreherbits,

Fig. 5 das Schraubendreherbit gem. Fig. 4 in verkantetem Zustand,

Fig. 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 eine Ansicht auf die Stirnfläche einer Schraube mit Philipps-Antriebssystem und

Fig. 9 die Ansicht auf die Stirnfläche eines Schraubenkopfes mit Pozidrive-Antriebssystem.

Anhand der Fig. 1 und 8 seien zunächst die in den Patent­ ansprüchen und der Beschreibung verwendeten Begriffe erläu­ tert.

Das in perspektivischer Ansicht gezeigte Schraubendreherbit besteht aus einem Sechskantschaft 1 mit winklig zueinanderlie­ genden Antriebsflächen 2, die in das Bohrfutter eines Schraub­ werkzeuges, einen Magnethalter, ein Schnellwechselfutter oder dergleichen, eingesetzt werden können.

Am unteren Ende des Bits sind vier Antriebsstege 3 vorgesehen, die rechtwinklig zueinander ausgebildet sind. Diese Antriebs­ stege 3 weisen untere Antriebsbereiche 4 auf, die durch Außen­ kanten 5 nach außen begrenzt sind (im Sinne dieser Patent­ schrift soll sich der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Begriff "außen" auf die Schraubenlängsachse und der Begriff "unten" auf die beigefügten Zeichnungsfiguren bezie­ hen).

Die Außenkanten 5 der Arbeitsstege 3 laufen konisch aufein­ ander zu.

Zwischen den Außenkanten 5 der Arbeitsbereiche 4 und dem obe­ ren Bereich 6 der Antriebsstege 3 sind Winkel 7 ausgebildet.

Das in Fig. 1 dargestellte Bit dient zum drehmomentenüber­ tragenden Antreiben bzw. Drehen eines Schraubenkopfes 8, wie er in einer Draufsicht in Fig. 8 dargestellt ist.

Der Antrieb 9 des Schraubenkopfes 8 besteht aus vier jeweils rechtwinklig zueinander stehenden Eingriffsnuten 10, deren außenliegende Begrenzungsflächen 11 im Schraubenkopf 8 in Richtung zur Schraubenlängsachse konisch aufeinanderzulaufen. Diese konischen Begrenzungsflächen 11 liegen im eingesetzten Zustand des Schraubendreherbits parallel zu den Außenkanten 5 der Antriebsstege 3 und berühren diese, so daß eine form­ schlüssige Verbindung zwischen dem Schraubenkopfantrieb 9 und dem Antriebsbereich 4 des Schraubendreherbits geschaffen wird.

Die auf der Schraubenkopfoberseite bzw. Stirnseite 12 zu er­ kennende größte Öffnungsweite des Antriebes 9 wird durch den Abstand gegenüberliegender Begrenzungsflächen 11 gebildet.

Bei in den Antrieb 9 eingesetztem Bit kann dieser aufgrund der Fertigungstoleranzen geringfügig in Richtung auf die in der Schraubenkopfoberseite 12 liegenden oberen Kanten der Begren­ zungsflächen 11 verkantet werden.

Bei dem schematisch in Fig. 2 gezeigten Schnitt ist zu erken­ nen, daß die Außenkanten 5 der nach dem Stand der Technik hergestellten Bits (gestrichelte Linie), die parallel zu den Begrenzungsflächen 11 des Antriebes 9 liegen, über die Schrau­ benkopfoberseite 12 hinausragen.

Dadurch kommt es im Bereich der Schraubenkopfoberseite 12 bei einem in der Praxis nicht zu verhindernden Verkanten des Schraubwerkzeuges zum Auftreten einer resultierenden Kraft im Punkt A, die die herkömmlichen Bits nach oben aus dem Antrieb 9 heraushebelt.

Bei dem erfindungsgemäßen Bit (durchgezogene Linie) enden die Außenkanten 5 des Antriebsbereiches 4 jedoch unterhalb der Schraubenkopfoberseite 12, so daß eine geringfügige Verkantung des Bits ohne das Auftreten von Auswurfkräften möglich wird. Die maximal mögliche Verkantung wird dabei durch die Ferti­ gungstoleranzen zwischen Bit und Schraubenkopfantrieb be­ grenzt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel enden die Außenkanten 5 des Antriebsbereichs 4 genau auf der Stirnfläche 12 des Schraubenkopfes 8. Auch hier ist ein toleranzbedingtes, geringes Verkanten des Bits möglich, ohne daß Auswurfkräfte auftreten, da der Winkel 7 geringfügig unter die Schrauben­ kopfstirnfläche 12 nach unten wandert.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bits ist in Fig. 4 und 5 dargestellt, wobei das Ende der Außenkante 5 zur Verdeutlichung übertrieben weit unter der Schraubenkopf­ oberseite 12 endet. Auch die maximale Verkantung ist gemäß Fig. 5 übertrieben stark gezeichnet.

Weitere Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 6 und 7 ge­ zeigt, wobei in Fig. 7 verdeutlicht wird, daß die Außenkanten 5 des Arbeitsbereiches 4 nicht notwendigerweise parallel zu den Begrenzungsflächen 11 im Schraubenkopf 8 verlaufen müssen. Es kommt lediglich zur Verhinderung des Cam-Out-Effektes auf die seitlichen Verkantungsmöglichkeiten an.

Bei dem in der Fig. 9 in einer Draufsicht dargestellten Schraubenkopfantrieb handelt es sich um einen sogenannten Pozidriveantrieb, bei dem zwischen den Eingriffsnuten 10 Klemmnuten 13 vorhanden sind, in die konkav gekrümmt verlau­ fenden Klemmvorsprünge bei den entsprechenden passenden Bits einrasten und die Schraube geringfügig am Bit festklemmen.

Claims (8)

1. Schraubendreherbit zum form- und/oder kraftschlüssigen Einsetzen in den Antrieb (9) eines Schraubenkopfes (8), wobei der Antrieb (9) mindestens vier winklig zueinander stehende Eingriffsnuten (10) aufweist, deren außenliegende Begrenzungsflächen (11) im Schraubenkopf in Richtung zur Schraubenlängsachse konisch aufeinander zulaufen, wobei am Bit konisch aufeinander zulaufende Antriebsstege (3) aus­ gebildet sind, deren Arbeitsbereiche (4) Außenkanten (5) aufweisen, die in eingesetztem Zustand zumindest bereichs­ weise an den Begrenzungsflächen (11) der Eingriffsnuten (10) anliegen, wobei weiterhin die Außenkanten (5) der Antriebsstege (3) in der Ebene oder unterhalb der Schrau­ benkopfoberseite (12) enden oder dort unterbrochen sind und das Bit oberhalb des Schraubenkopfes (8) keine mit der Schraubenkopfoberseite (12) zusammenwirkende Abstützfläche aufweist.

2. Schraubendreherbit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Durchmesser des Kreises, der die Arbeitsstege (3) bzw. deren Arbeitsbereiche (3) oder Außenkanten (5) in eingesetztem Zustand im Bereich der Schraubenkopfoberseite (12) umfänglich einhüllt, klei­ ner ist als die größte Öffnungsweite des Antriebes (9).

3. Schraubendreherbit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkanten (5) der Arbeitsstege (3) des Bits in Richtung zur Schraubenachse hin konisch aufeinander zulaufen.

4. Schraubendreherbit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen den Antriebsstegen (3) konkav gekrümmt verlaufende Klemmvor­ sprünge vorgesehen sind.

5. Schraubendreherbit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß es zumindest im Bereich der Antriebsstege (3) geschmiedet oder gehäm­ mert ist.

6. Schraubendreherbit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß es zumindest im Bereich der Antriebsstege (3) gehärtet ist.

7. Schraubendreherbit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß es zumindest im Bereich der Antriebsstege (3) eine verschleißfeste Beschichtung trägt.

8. Schraubendreherbit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß es einstückig an der Spitze eines manuell betätigbaren Schraubwerkzeuges angeordnet ist.