DE19923855C2 - Sicherheitsschraube und zugehöriges Schraubwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Profil einer Schraubwerkzeugeingriffsöffnung gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 14 75 201 ist eine Schraubwerkzeugeingriffsöffnung einer Schraube vorbekannt, bei der die äußere Öffnungswand radiale Aussparungen aufweist, die radial verlaufende Flanken besitzt. In diese Flanken kann ein entsprechen­ des Profil des Schraubwerkzeuges angreifen. Radial einwärts dieser Flanke be­ sitzt die Schraubwerkzeugeingriffsöffnung einen ringförmigen Freiraum. Die­ ser Freiraum erstreckt sich um einen den Boden der Eingriffsöffnung zugeord­ neten Vorsprung.

Auch die DE 30 16 890 C2 beschreibt eine Schraubwerkzeugeingriffsöffnung einer Schraube, die Flanken ausbildet, an denen entsprechende Gegenflanken eines Schraubwerkzeuges angreifen können.

Darüber hinaus ist im Stand der Technik ein Schraubsystem unter der Bezeich­ nung "Torx_plustamper resistant Version bekannt.

Diese bekannte Schraubwerkzeugeingriffsöffnung besitzt eine Zylinderform, wobei die Mantelfläche des Zylinders eine etwa zahnradförmige Gestalt hat mit insgesamt fünf Aussparungen. Die Stirnseiten der Aussparungen sind ge­ krümmt. Der Krümmungsradius der Stirnseiten ist kleiner, als der Abstand der Stirnseiten vom Zentrum der Schraubwerkzeugeingriffsöffnung. Die die Stirn­ seiten bildenden konkaven Bögen sind mittels konvexer Bögen miteinander verbunden. Die in die Öffnung hineinragenden Scheitel der konvexen Bögen sind von einem im Zentrum der Schraubwerkzeugeingriffsöffnung liegenden Vorsprung beabstandet, so dass ein um den Vorsprung liegender ringförmiger Freiraum ausgebildet wird. Das zugehörige Schraubwerkzeug besitzt ein zahn­ radförmiges Profil, wobei die Zahnflankenform der Umrisskontur der Öff­ nungswandung angepasst ist. Der zentrale Vorsprung der Schraubwerkzeug­ eingriffsöffnung kann in eine zentrale stirnseitige Bohrung des Schraubwerk­ zeuges eintreten.

Dieses Profil besitzt den Vorteil, daß Schrauben mit dem entsprechenden Schraubwerkzeugeingriffsprofil nur mit dem zugehörigen Schraubwerkzeug geschraubt werden können. Insbesondere normale Torx-Werkzeuge, Kreuz­ schlitzschraubwerkzeuge oder Flach-Klingen-Schraubwerk­ zeuge können dieses Profil nicht betätigen. Eine Betäti­ gung ist aber möglich, wenn der zentrale Vorsprung herausgebrochen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein anderes Sicherheitsverschraubungsprofil anzugeben.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

Die im Anspruch 1 angegebene Lösung zielt im wesentli­ chen darauf ab, daß die Stirnseite einen dem Öffnungs­ rand benachbarten Abschnitt ausbildet, der sich nach außen hin öffnet und somit schräg gestaltet ist. Nur ein dem Boden benachbarter Abschnitt ist zylindrisch ausgebildet. Auch der zentrale Vorsprung besitzt eine von der Zylinderform abweichende Gesamtform. Er ist kuppelförmig ausgebildet. Zufolge dieser Ausgestaltung wird die Variationsvielfalt von Sonderverschraubungspro­ filen erweitert. Es kann zwar ein Flachwerkzeug oder andersgestaltetes Werkzeug gegebenenfalls in die Schraubwerkzeugeingriffsöffnung eingebracht werden, zufolge der schrägen Flächen können aber keine hohen Drehmomente aufgebracht werden. Das Schraubwerkzeug gleitet an diesen Schrägflächen aus der Öffnung wieder heraus. Die kuppelförmige Ausbildung des zentralen Vorsprunges führt ebenfalls zu einer Erhöhung der Aus­ wurfkräfte und schränkt gleichzeitig die Möglichkeit ein, diesen Zapfen herauszubrechen. In einer vorteilhaf­ ten Weiterbildung der Erfindung besitzen auch die Umfangswandabschnitte des ringförmigen Freiraumes schräg zur Öffnung verlaufende Abschnitte und nur im Bodenbe­ reich einen zylindrischen Abschnitt. Ein Herausbrechen des Vorsprunges wird ferner dadurch weiter vermieden, daß der Scheitel des Vorsprunges bodennäher ist, als der Übergang des schrägen Abschnittes zum zylindrischen Abschnitt. Drehmomentübertragende Kräfte können im wesentlichen nur im zylindrischen Abschnitt der Schraub­ werkzeugeingriffsöffnung aufgebracht werden. In diesem Bereich liegt aber der Vorsprung, so daß ein Schraub­ werkzeug mit massivem Zentrum nur sehr gering in den zylindrischen Abschnitt eingesteckt werden kann. Der Vorsprung ist in dieser Ausgestaltung vorzugsweise als reine Krümmungsfläche gestaltet ohne einen zylindri­ schen Abschnitt, so daß der Vorsprung selbst keine geeigneten Flächenabschnitte ausbildet, an welchen ein Werkzeug zum Abbrechen des Vorsprunges angesetzt werden könnte. Die Flanken der radialen Aussparungen verlaufen vorzugsweise mit Abstand und parallel zu einer gedach­ ten Diametralen durch die Öffnung. Dies hat zur Folge, daß die sich gegenüberliegenden Flanken einer Ausspa­ rung in Richtung des Zentrum der Öffnung aufeinander zu laufen. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß auch die Flanken der Aussparungen schräg und zylindrisch verlaufende Abschnitte aufweisen, so daß die Wandung der Schraubwerkzeugeingriffsöffnung über den gesamten Umfang von ihrem Rand her öffnungsein­ wärts verjüngend schräg verläuft und an einer Übergangs­ linie in einen zylindrischen Abschnitt übergeht. Die einzelnen Abschnitte können dabei mit unterschiedlichen Winkeln ineinander übergehen. Die Übergangslinie ver­ läuft vorzugsweise in der bodennahen Hälfte der Öff­ nung, so daß sich der schräge Bereich über mindestens die halbe Öffnungstiefe erstreckt.

Das Eingriffsprofil des zugehörigen Schraubwerkzeuges ist zumindest bezüglich der zur Drehmomentübertragung relevanten Abschnitte das Negativprofil zu der erfin­ dungsgemäßen Schraubwerkzeugeingriffsöffnung. Das Ein­ griffsprofil besitzt an seiner Stirnseite angrenzend einen zylinderförmigen Abschnitt. In der Stirnseite ist eine Öffnung. Die Anzahl der Rippen des Eingriffspro­ fils, die zu den radialen Aussparungen korrespondieren, beträgt vorzugsweise drei. Es sind aber auch andere Anzahlen, vorzugsweise ungerade Anzahlen von Rippen möglich. Zwischen den Rippen verlaufen Nuten. In einer bevorzugten Ausgestaltung können die Böden der Nuten eine abweichendere Form ausbilden zu der Negativform der zugehörigen Wandabschnittes des ringförmigen Frei­ raums. Es ist herstellungstechnisch günstig, wenn der Nutboden auf einer Bogenlinie verläuft. Die Wandung der Nut kann mit Abstand und parallel zur Diametralen ver­ laufen. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Drehmo­ menteinleitung. Die Nutwandung, welche identisch ist mit der Rippenwandung, kann mit Hartstoffteilchen be­ schichtet sein oder ein anderweitiges, von dem glatten abweichendes Profil aufweisen. Insbesondere der zu den schrägen Flankenabschnitten korrespondierende Rippen­ wandabschnitt kann derart ausgestaltet sein, um nicht nur Drehmomente im zylindrischen Abschnitt der Schraub­ werkzeugeingriffsöffnung zu übertragen, sondern durch Verkrallen der Hartstoffteilchen in den schrägen Wänden auch im öffnungsnahen Bereich der Schraubwerkzeugein­ griffsöffnung. Die letztere Lösung hat den Vorteil, daß sich mit einem derartigen, bspw. diamantbeschichteten Schraubwerkzeug ein höheres Anzugsmoment aufbringen läßt, als mit einem nicht beschichteten Werkzeug, so daß die mit diesem vorschriftsmäßigen Werkzeug festgezo­ genen Schrauben durch anderweitige Werkzeuge nicht oder nur mit großem Aufwand lösbar sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schraube in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 das zugehörige Eingriffsprofil eines Schraub­ werkzeuges;

Fig. 3 die Draufsicht auf das erste Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV;

Fig. 5 einen Schnitt durch das Schraubwerkzeug;

Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schraub­ werkzeugeingriffsprofils und

Fig. 7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Fig. 6.

Die Schraubwerkzeugeingriffsöffnung besitzt einen im wesentlichen ebenen Boden 1. Im Zentrum des ebenen Boden 1 ist ein Vorsprung 3 angeordnet, der die Form einer Kuppel besitzt, etwa in Form einer Halbkugel. Der Vorsprung 3 ragt nur wenig über den Boden 1. Der zur Kuppel gewölbte Axialabschnitt des Vorsprunges 3 ist wesentlich größer, als ein zylindrischer Axialabschnitt.

Um den Vorsprung herum bildet die Schraubwerkzeugein­ griffsöffnung 2 einen ringförmigen Freiraum 4 aus. Der ringförmige Freiraum 4 besitzt Wandabschnitte 11, 12 die auf einem Kreisabschnitt um den Scheitelpunkt 13 des Vorsprunges 3 verlaufen. Die Wandabschnitte 11, 12 der Wandung des ringförmigen Freiraumes 4 werden unter­ brochen von sich radial auswärts erstreckenden Ausspa­ rungen 5. Die im wesentlichen ebenen und in einem rech­ ten Winkel zum Boden 1 bzw. zur Schraubenkopffläche verlaufenden Flanken 6 der radialen Aussparungen 5 verlaufen so zueinander, daß der gedachte Schnittpunkt der beiden Flanken 6 einer Aussparung 5 sich jenseits des Scheitels 13 treffen, so daß der Winkel der beiden Flanken 6 spitzer ist, als der Umfangswinkel der Stirn­ seite 9 zum Zentrum der Öffnung 2.

Die Randkante 8 verläuft nicht nur im Bereich der den ringförmigen Freiraum 4 begrenzenden Wandung, sondern auch im Bereich der Stirnseite 7 der radialen Ausspa­ rung 5 auf einer Kreisbogenlinie um das Zentrum bzw. den Scheitelpunkt 13. Die Stirnseite 7 besteht aus zwei in Achsrichtung der Öffnung hintereinanderliegenden Abschnitten 9, 10. Der dem Öffnungsrand 8 benachbarte Abschnitt 9 der Stirnseite 7 verläuft geneigt. Er öff­ net sich zum Öffnungsrand 8 hin. Der dem Boden 1 benach­ barte Abschnitt 10 verläuft dagegen zylindrisch. Er steht senkrecht auf dem Boden 1.

Die Übergangslinie 14 zwischen den schrägen Abschnitten 9, 11 und den zylindrischen Abschnitten 10, 12 verläuft in der unteren, bodennahen Hälfte der Öffnung 2, wobei der Abstand der Übergangslinie 14 vom Boden 1 größer ist, als die Scheitelhöhe 13 des kuppelförmigen Vor­ sprunges 3.

Der schräge Abschnitt der den ringförmigen Freiraum 4 umgebende Wandabschnitt, welcher diametral gegenüber­ liegt zum schrägen Abschnitt 9 der Stirnseite 7 der radialen Aussparung 5, hat einen einen anderen, steile­ ren Neigungswinkel als der besagte schräge Abschnitt 9 der Aussparung 5. Zwischen dem Mantelwandabschnitt 11, 12 und den Stirnseitenabschnitten 9, 10 liegt der Vor­ sprung 3. Bei dem in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch die Flanke 6 der radialen Aussparung 5 in Achsrichtung zweigeteilt und besitzt einen dem Öffnungsrand 8 benachbarten schrägen Ab­ schnitt 15 und einen dem Boden 1 benachbarten schrägen Abschnitt 16. Die axiale Länge aller zylindrischen Abschnitte 10, 12, 16 ist gleich, so daß die Übergangs­ linie 14 eine geschlossene Umfangslinie ausbildet.

Das in den Fig. 2 und 5 dargestellte Eingriffsprofil 17 eines Schraubwerkzeuges 18 besitzt im wesentlichen die Negativform der zuvorbeschriebenen Schraubwerkzeug­ eingriffsöffnung 2, wobei lediglich die zu der den ringförmigen Freiraum 4 begrenzende Wandung 11, 12 korrespondierende Gegenfläche 24 einen auf einer Bogen­ linie verlaufenden Nutboden ausbildet.

Die zum Nutboden 24 zugehörige Nut verläuft zwischen Rippen. Jede Rippe bildet einen Rippenabschnitt 22 aus, der eine Zylinderform besitzt und einen Rippenabschnitt 23, der Teilabschnitt einer Kegelstumpfmantelfläche ist. Die Nutwandung 25 verläuft mit Abstand und paral­ lel zu einer gedachten Diametralen durch das Zentrum einer in der Stirnseite 21 des Eingriffsprofils vorgese­ henen Stirnöffnung 20.

In einer nicht dargestellten Variante sind zumindest die Nutwände 25 mit Hartstoffteilchen beschichtet oder besitzen anderweitige Vorsprünge, um sich mit der korre­ spondierenden schrägverlaufenden Flanke 15 zu verkral­ len.

Claims (11)

1. Profil einer Schraubwerkzeugeingriffsöffnung an einer Schraube und zugehöri­ ges, im Wesentlichen die entsprechende Negativform aufweisendes Eingriffs­ profil eines Schraubwerkzeuges, wobei aus dem im Wesentlichen ebenen Boden (1) der Eingriffsöffnung (2) ein zentraler Vorsprung (3) ragt, der von einem ringförmigen Freiraum (4) umgeben ist, von welchem Freiraum (4) radiale Aus­ sparungen (5) mit etwa in Radialrichtung verlaufenden Flanken (6) ausgehen, welche Flanken (6) jeweils in eine etwa auf einer Umfangslinie liegende Stirn­ seite (7) der Aussparung (5) münden, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirn­ seite (7) einen dem Öffnungsrand (8) benachbarten, sich öffnenden Abschnitt (9) und einen dem Boden (1) benachbarten zylindrischen Abschnitt (10) ausbildet und der zentrale Vorsprung (3) eine halbkugelförmige Kontur besitzt.

2. Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Freiraum (4) eine dem Öffnungsrand benachbarten, sich öffnenden Abschnitt (11) und einen dem Boden (1) benachbarten zylindrischen Abschnitt (12) ausbildet.

3. Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheitel (13) des Vor­ sprungs (3) bodennäher ist, als der Übergang (14) von dem in Form einer Schrägfläche sich öffnenden Abschnitt (9, 11) zum zylindrischen Abschnitt (10, 12).

4. Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (6) mit Abstand und parallel zu einer durch den Scheitel (13) des Vorsprunges (3) laufenden Diametralen laufen.

5. Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (6) einen dem Öffnungsrand (8) benachbarten, sich in Form einer Schrägfläche öffnenden Abschnitt (11) und einen dem Boden (1) benachbarten zylindrischen Abschnitt (16) ausbilden.

6. Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangslinie (14) zwischen schrägem Abschnitt (9, 11, 15) und zylindri­ schem Abschnitt (10, 12, 16) in der bodennahen Hälfte der Eingriffsöffnung (2) liegt.

7. Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsprofil (17) des zugehörigen Schraubwerkzeuges (18) endseitig einen zylinderförmigen Abschnitt (19) ausbildet mit stirnsei­ tiger Öffnung (20).

8. Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsprofil (17) drei oder mehrere, vorzugsweise ungeradzahlige Rippen (22, 23) ausbildet.

9. Profil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (22, 23) durch Nuten mit bogenförmigem Nutbo­ den (24) gebildet werden.

10. Profil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (25) der Nut mit Abstand und parallel zur Diametralen durch das Zentrum der Stirnseitenöff­ nung (20) verläuft.

11. Profil nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Nutwände (25) hart­ stoffbeschichtet, insbesondere diamantbeschichtet oder mit kleinen Vorsprüngen versehen sind.