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Die Erfindung betrifft ein Gewindeelement, insbesondere ein Außengewindeelement oder ein Innengewindeelement, mit einem Gewinde, vorzugsweise einem an einem Schaft angeordneten Außengewinde oder einem Innengewinde, und mit einem Antrieb zum Zusammenwirken mit einem Antriebswerkzeug zum Verschrauben des Gewindes mit einem Gegengewinde eines Gegengewindeelementes, wobei der Antrieb eine Umfangsfläche zum Zusammenwirken mit dem Antriebswerkzeug aufweist sowie ggf. eine sich winklig zur Umfangsfläche erstreckende Grundfläche, und sich, vorzugsweise von der fakultativ vorgesehenen Grundfläche, in axialer Richtung erstreckende, exzentrisch zur Längsmittelachse des Gewindeelementes angeordnete Formschlussmittel zum Zusammenwirken mit dem Antriebswerkzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein zum Zusammenwirken mit einem derartigen Gewindeelement ausgebildetes Werkzeug.
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Es sind Schrauben in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die normalerweise verwendeten Schrauben besitzen im Schraubenkopf einen in der Richtung eines Durchmessers verlaufenden Schlitz oder einen sogenannten Kreuzschlitz, in den ein entsprechend ausgestalteter Schraubendreher einsetzbar ist. Zur Übertragung größerer Drehmomente sind sogenannte Inbusschrauben oder Torxschrauben mit einem Inbus bzw. Torxantrieb bekannt. Nachteilig bei derartigen Schrauben ist, dass diese mit handelsüblichen Werkzeugen, beispielsweise eines Inbusschlüssels oder eines Torxschlüssels gelöst werden können.
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Aus der
DE 101 36 546 A1 ist eine drehsichere Schraube bekannt, die eine stirnseitige Aussparung aufweist, die mit einem Aussparungsgrund (Bodenfläche) versehen ist, von der ausgehend sich eine weitere Aussparung in das Kopfteil der Schraube in axialer Richtung hinein erstreckt. Bei der zweiten Aussparung handelt es sich um Formschlussmittel zum Herstellen eines axialen Formschlusses mit einem Antriebswerkzeug. Dadurch, dass sich das Antriebswerkzeug in der exzentrisch angeordneten zweiten Aussparung sowie an der zylindrischen Innenumfangsfläche der ersten (vorderen) Aussparung abstützt, können Drehmomente auf das Außengewindeelement zum Zwecke des Verschraubens mit einem Innengewindeelement aufgebracht werden. Die bekannte drehsichere Schraube hat den Vorteil, dass diese nur mit im Handel nicht erhältlichen Spezialwerkzeugen betätigbar ist, so dass sich die Schraube bevorzugt zum Festlegen von kostenintensiven Teilen, beispielsweise Solarmodulen eignet. Nachteilig ist jedoch, dass die drehsichere Schraube sich nicht optimal zur Benutzung mit Schraubautomaten eignet. Würde die bekannte drehsichere Schraube in mit einem umfangsgeschlossenen Gummihalteelement zusammenwirkenden Schraubautomaten verwendet, würde diese unwuchtig rotieren, wodurch eine sichere Findung der Innengewindeöffnung eines Innengewindeelementes nicht gewährleistet wäre.
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Aus der
DE 30 06 464 A1 ist ebenfalls eine Sicherungsschraube bekannt. Die bekannte Schraube zeichnet sich dadurch aus, dass diese im Bereich ihres Schraubenkopfes als einzigen Antrieb einen Innenkonus aufweist, der zum Zusammenwirken mit einem außenkonusförmigen Werkzeug ausgebildet ist. Die bekannte Schraube lässt sich nur mit einem Spezialwerkzeug lösen. Nachteilig ist jedoch, dass es zum Anziehen und Lösen der Schraube zwingend notwendig ist, eine ausreichend hohe Axialkraft aufzubringen, um einen Reibschluss mit dem außenkonusförmigen Werkzeug zu gewährleisten.
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Aus der
deutschen Patentschrift Nr. 131445 vom 16. November 1901 ist eine Sicherungsschraube bekannt, die ausschließlich in eine einzige Umfangsrichtung betätigbar ist. Die bekannte Schraube eignet sich nicht zur Verwendung mit zum damaligen Zeitpunkt nicht existenten Schraubautomaten.
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Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Gewindeelement anzugeben, das sich zum einen nicht mit herkömmlichen Werkzeugen, wie Inbusschlüsseln oder Torxschlüsseln lösen lässt, und das zudem mit Schraubautomaten verwendbar ist. Bevorzugt soll das erfindungsgemäße Außengewindeelement kostengünstig herstellbar sein. Ganz besonders bevorzugt soll das Gewindeelement mit einem Antriebswerkzeug nicht wieder lösbar sein. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein, vorzugsweise als Schraubautomat ausgebildetes, Werkzeug zum Zusammenwirken mit dem Gewindeelement anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Gewindeelement dadurch gelöst, dass die Umfangsfläche des Antriebs, vorzugsweise eines Schraubenkopfes, zumindest abschnittsweise, als konzentrisch zur Längsmittelachse des Gewindeelementes angeordnete Konusfläche ausgebildet ist. Hinsichtlich des Werkzeugs wird die Erfindung dadurch gelöst, dass das Werkzeug einen Antriebsabschnitt, umfassend einen Konusabschnitt, aufweist, wobei der Antriebsabschnitt komplementär zum Antrieb des Gewindeelementes (Außengewindeelement oder Mutter) ausgebildet ist.
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Gemäß einer ersten Alternative liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, die Innenumfangsfläche einer stirnseitigen, einen die Grundfläche bildenden Aussparungsgrund aufweisenden Aussparung des Gewindeelementes nicht durchgehend zylindrisch, sondern, zumindest abschnittsweise, vorzugsweise axial durchgehend, als Innenkonusfläche zum Zusammenwirken mit einem Außenkonusabschnitt eines Werkzeuges auszubilden. Die, zumindest abschnittsweise, innenkonische Ausbildung der Aussparung weist gegenüber bekannten Gewindeelementen wesentliche Vorteile auf. So hat der Innenkonusabschnitt zum einen die Aufgabe einer Zentrierung des Gewindeelementes am Werkzeug. Darüber hinaus wird ein erleichtertes Finden der Aussparung mittels des Werkzeuges gewährleistet. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass der Innenkonusabschnitt dazu ausgebildet und bestimmt ist, mit einem komplementären Außenkonusabschnitt eines Werkzeugs zusammenzuarbeiten, wodurch sich das Gewindeelement bevorzugt zum Zusammenwirken mit einem Schraubautomaten, also einem Schraubroboter, insbesondere in Fertigungsanlagen, beispielsweise in der Automobilindustrie, eignet. Dadurch, dass das Werkzeug einen mit dem Innenkonusabschnitt korrespondierenden Außenkonus aufweist, wird ein unwuchtiges Rotieren des von dem Werkzeug aufgenommenen Gewindeelementes sicher vermieden. Darüber hinaus können im Vergleich zu der aus der
DE 101 36 546 A1 bekannten Schraube höhere Drehmomente aufgebracht werden, da eine Drehmomentübertragung auch auf den innenkonusförmigen Bereich der Aussparung des Gewindeelementes möglich ist. Im Gegensatz zu der aus der
DE 30 06 464 A1 bekannten Schraube muss jedoch nicht zwingend eine Axialkraft aufgebracht werden, um das Gewindeelement verschrauben zu können, da die Formschlussmittel in axialer Richtung einen Formschluss gewährleisten, der wiederum ein Abstützen des Werkzeugs in Umfangsrichtung zum einen am Umfang der Formschlussmittel und zum anderen am innenkonusförmigen Umfang der Aussparung ermöglicht. Ein Fachmann hätte die
DE 30 06 464 A1 bei einer Suche nach einer Lösung seiner Aufgabe nicht mit der
DE 101 36 546 A1 kombiniert, da die
DE 30 06 464 A1 gerade darauf abstellt, dass zusätzlich zu dem Innenkonus keine weiteren Antriebsgeometrien, also Formschlussgeometrien zum Zusammenwirken mit einem Werkzeug vorhanden sein sollen. Gemäß einer zweiten Alternative, die zusätzlich oder bevorzugt alternativ zur Ausbildung der Umfangsfläche als Innenkonusfläche einer stirnseitigen Aussparung realisierbar ist, kann als Umfangsfläche eine, vorzugsweise von einem Schraubenkopf oder von dem Außenumfang einer Mutter gebildete, Außenkonusfläche zum Zusammenwirken mit dem Antriebswerkzeug vorgesehen werden. In diesem Fall ist die Grundfläche, ausgehend von der sich die Formschlussmittel in axialer Richtung erstrecken, bevorzugt eine obere, vorzugsweise kreisförmig konturierte, Stirnfläche des Gewindeelementes.
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Die Formschlussmittel und die Konusfläche müssen in eine gemeinsame Richtung weisen, d. h. derart angeordnet sein, dass durch Aufstecken eines einzigen Werkzeugs in eine einzige Axialrichtung sowohl eine Wirkverbindung mit der Konusfläche als auch mit den Formschlussmitteln, ggf. nach Verdrehen des Werkzeugs in Umfangsrichtung, erzielt werden. Bevorzugt sind die Formschlussmittel und die Konusfläche derart angeordnet, dass das Werkzeug in Einschraubrichtung des Gewindeelementes aufsteckbar ist, derart, dass dieses sowohl mit der Konusfläche als auch mit den Formschlussmitteln zusammenwirken kann.
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Bei dem Gegengewinde handelt es sich im Falle der Ausbildung des Gewindes des Gewindeelementes als Außengewinde um ein Innengewinde und im Falle der Ausbildung des Gewindes des Gewindeelementes als Innengewinde um ein Außengewinde.
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Unter der fakultativ vorgesehenen Grundfläche des Antriebsabschnitts, ausgehend von der sich die Formschlussmittel ggf. in die eine oder andere Axialrichtung erstrecken wird in erster Linie ein unteres oder oberes Ende der Formschlussmittel bzw. ein Startpunkt für deren Axialerstreckung verstanden. Die Grundfläche kann im Extremfall auf Punkt oder Strichstärke reduziert sein, wobei es bevorzugt ist, wenn die Grundfläche – was in der Praxis immer der Fall sein wird, da eindimensionale Geometrien nur in der Theorie existieren – eine zumindest minimale zweidimensionale Erstreckung aufweisen.
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Bevorzugt ist zusätzlich zu dem aus Konus und Formschlussmitteln bestehenden Antrieb kein weiterer Antrieb, insbesondere keine Schlüsselflächen, kein Torxantrieb, kein Inbusantrieb, kein Schlitz- oder Kreuzschlitzantrieb, etc. vorhanden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Formschlussmittel entweder als sich in axialer Richtung in Richtung vorderem Ende des Gewindeelementes erstreckende Vertiefung oder als sich axial in die Aussparung hinein erstreckender Fortsatz ausgebildet ist, wobei die Längsmittelachse der Vertiefung bzw. des Fortsatzes seitlich versetzt und parallel zur Längsmittelachse verläuft. Im Falle des Vorsehens einer Außenkonusfläche erstrecken sich die Formschlussmittel gemäß einer ersten Alternative in axialer Einschraubrichtung des Gewindeelementes (d. h. falls vorhanden in Richtung Schaft) und stehen bei einer zweiten Alternative fortsatzartig entgegen der axialen Einschraubrichtung über die Grundfläche vor.
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Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante des Gewindeelementes bei der das Gewindeelement bzw. die Formschlussmittel derart ausgebildet sind, dass mit diesem/n das Gewindeelement ausschließlich in eine einzige Umfangsrichtung, insbesondere in Festziehrichtung (Einschraubrichtung), betätigbar ist. Dies kann dadurch realisiert werden, dass das Gewindeelement entgegen der einzigen Betätigungsrichtung widerlagerfrei ist oder anders ausgedrückt dadurch, dass die Formschlussmittel derart ausgebildet sind, dass mit diesen ausschließlich in einer einzigen Betätigungseinrichtung ein Formschluss zum Betätigen bzw. zum Verdrehen des Gewindeelementes herstellbar ist. Die exzentrischen Formschlussmittel sind also nur in eine Umfangsrichtung wirksam. Beim Verdrehen eines mit dem Konus und den Formschlussmitteln zusammenwirkenden Werkzeuges entgegen der einzigen Betätigungsrichtung resultiert gemäß der erfindungsgemäßen Weiterbildung kein ausreichender Formschluss, um das Gewindeelement verdrehen, vorzugsweise von an einem Gegengewindeelement lösen zu können.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn an die Formschlussmittel mindestens eine, ggf. ausschließlich eine, vorzugsweise stufenlose Rampe bzw. Anlaufschräge angrenzt, die gewährleistet, dass entgegen der einzigen Betätigungsrichtung kein Formschluss mit einem entsprechenden Werkzeug erzielbar ist. Anders ausgedrückt sind die Formschlussmittel in Umfangsrichtung über eine, vorzugsweise stufenlose, Rampe zugänglich, die bei Betätigen des Gewindeelementes entgegen der einzigen Betätigungsrichtung derart bewirkt, dass die Gegenformschlussmittel zum Zusammenwirken mit den Formschlussmitteln des Gewindeelementes entlang der Rampe, vorzugsweise in Umfangsrichtung von den Formschlussmitteln weg gleiten.
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Wie zuvor erwähnt, ist es besonders bevorzugt, wenn die Rampe auf einer von der einzigen Umfangsrichtung (Betätigungsrichtung), in die das Gewindeelement betätigbar ist abgewandten Umfangsrichtung angeordnet ist. Bevorzugt handelt es sich bei der Umfangsrichtung in die die Rampe ausgehend von den Formschlussmitteln orientiert ist um die theoretische Löserichtung, so dass das Gewindeelement ausschließlich festziehbar, jedoch nicht lösbar ist.
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Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsvariante, bei der die Rampe (Schräge, Anlaufschräge) vom Nutgrund einer, vorzugsweise in Umfangsrichtung gekrümmten, Nut gebildet ist. Anders ausgedrückt ist bevorzugt im Schraubenkopf eines Außengewindeelementes oder im Körper eines Innengewindeelementes eine, insbesondere gekrümmte Nut vorgesehen, deren Nutgrund nicht eben sondern zumindest abschnittsweise geneigt ist. Bevorzugt ist der Nutgrund stufenlos bzw. stetig ausgebildet um ein Entlanggleiten von Gegenformschlussmitteln eines Werkzeugs entlang des Nutgrundes (Rampe) zu gewährleisten, wenn das Werkzeug entgegen der einzigen Betätigungsrichtung betätigt wird. Bevorzugt ist die Umfangskontur der Nut teilkreisringförmig. Die Nut weist also bevorzugt zwei die Nut jeweils in radialer Richtung begrenzende Seitenwände auf und den die eigentliche Rampe bildenden Nutgrund.
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Bevorzugt erstreckt sich die Rampe ausgehend von einen höher als die Grundfläche gelegenen Ebene bis zur Grundfläche. Unter einer höher gelegenen Ebene ist dabei eine Ebene zu verstehen, die in axialer Richtung betrachtet höher, d. h. entgegen der Aufsteckrichtung eines mit dem Gewindeelement zusammenwirkenden Werkzeugs gelegenen Ebene angeordnet ist.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die, vorzugsweise ausschließlich in eine Umfangsrichtung wirkenden Formschlussmitteln von einer Nutwand gebildet sind, die in die Betätigungsrichtung weist, bzw. die sich in radialer Richtung erstreckt, um in Umfangsrichtung betätigt werden zu können. Bevorzugt ist diese Nutwand teilzylinderförmig, also gerundet konturiert, kann jedoch auch beispielsweise als senkrecht zu den Seitenwänden verlaufende Nut ausgebildet sein.
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Die Rampe muss nicht zwangsläufig vom Grund einer Nut gebildet werden. Es ist auch denkbar, dass die Rampe von einer (schrägen) Stirnseite eines axialen, vorzugsweise teilringkreisförmigen Fortsatzes gebildet wird, wobei es bevorzugt ist, wenn die Formschlussmittel von einer in Umfangsrichtung weisenden, d. h. in radialer Richtung verlaufenden, Wand des Fortsatzes gebildet sind. Dabei verbindet bevorzugt die Rampe die Grundfläche mit dem höchsten Punkt des Fortsatzes. Anders ausgedrückt ist stirnseitig eine als Fortsatz ausgebildete inverse Nut vorgesehen, deren schräge in axialer Richtung weisende Stirnseite die Rampe bildet.
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Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante des Gewindeelementes, bei der die Formschlussmittel nicht radial nach innen relativ zu der Konusfläche angeordnet sind sondern sich in einem Bereich – in radialer Richtung betrachtet – außerhalb der Konusfläche befinden, also auf einem größeren Radius in Bezug auf die Gewindeelementlängsmittelachse die als Außen- oder Innenkonus ausgebildete Konusfläche. Ganz besonders bevorzugt ist es hierzu, wenn die Formschlussmittel, gegebenenfalls bevorzugt zusammen mit einer den Formschlussmitteln zugeordneten Rampe auf einem Umfangsbund angeordnet sind, der die als Außenkonusfläche oder Innenkonusfläche ausgeführte Konusfläche in radialer Richtung nach außen überragt. Besonders zweckmäßig ist es, wenn mehrere, insbesondere gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Formschlussmittel auf dem Umfangsbund vorgesehen sind. Weiter bevorzugt ist es, wenn jedem der Formschlussmittel eine Rampe zugeordnet ist, die gewährleistet, dass das Gewindeelement nur in einer einzigen Betätigungsrichtung, insbesondere in Festziehrichtung betätigbar ist. Bevorzugt erstrecken sich die Rampen in Umfangsrichtung, d. h. sind gekrümmt ausgeführt. Noch weiter bevorzugt ist es, wenn die Rampen und/oder die zugehörigen Formschlussmittel in radialer Richtung bis zum Außenumfang des Gewindeelementes reichen.
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Zweckmäßig ist, wenn insgesamt, d. h. ausschließlich drei Formschlussmittel mit jeweils einer zugehörigen Rampe vorgesehen sind, wobei die Formschlussmittel vorzugsweise in Umfangsrichtung um 120° zueinander versetzt angeordnet sind.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Formschlussmittel jeweils von einer sich, zumindest näherungsweise, in axialer sowie in radialer Richtung erstreckenden Wand gebildet sind, wobei die Wand vorzugsweise jeweils einen Fortsatz in Umfangsrichtung begrenzt, welcher wiederum an der von den Formschlussmitteln in Umfangsrichtung abgewandten Seite die Rampe für die in Umfangsrichtung benachbarten Formschlussmittel bildet.
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Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die Vertiefung oder der Fortsatz eine zylindrische Kontur aufweist; im Falle der Ausbildung der Formschlussmittel als Vertiefung eine innenzylindrische (Innen-)Umfangskontur und bei der Ausbildung als Axialfortsatz eine außenzylindrische (Außen-)Umfangskontur. Im Falle des Vorsehens einer Aussparung mit Innenkonusfläche ist es bevorzugt, wenn der Fortsatz die Mündungsöffnungen nicht in axialer Richtung überragt, sondern endet mit Axialabstand zu dieser innerhalb der Aussparung. Im Falle der Ausbildung des Gewindeelementes als ein ausschließlich in einer Umfangsrichtung betätigbares Gewindeelement ist es bevorzugt, wenn die Formschlussmittel nicht vollumfänglich zylindrisch konturiert sind, sondern lediglich einen zylindrisch konturierten Umfangsabschnitt aufweisen, d. h. teilzylindrisch konturiert sind. Bevorzugt ist die dieser teilzylindrisch konturierte Abschnitt in die einzige Betätigungsrichtung orientiert, so dass ausschließlich in Betätigungsrichtung ein Formschluss mit einem entsprechend konturierten Werkzeug herstellbar ist.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Gewindeelement aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, ausgebildet ist, um mit dem Gewindeelement große Lasten halten bzw. sichern zu können.
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Ein wesentlicher Nachteil der aus der
DE 101 36 546 A1 bekannten Schraube ist, dass diese nur kostenintensiv durch spanende Bearbeitung herstellbar ist, da die vordere zylindrische Aussparung und die hintere, die Formschlussmittel bildende Aussparung durch Bohren mit jeweils einem Zylinderbohrer eingebracht werden müssen. In Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist daher zur Verminderung dieses Nachteils mit Vorteil vorgesehen, dass das Gewindeelement als Pressformteil, vorzugsweise ohne jegliche spanende Bearbeitung, hergestellt ist. Ganz besonders bevorzugt ist das Gewindeelement durch Kaltfließpressen hergestellt. Die Herstellung der bekannten drehsicheren Schraube als Pressformteil aus Metall ist, u. a. aufgrund der Tatsache, dass die innere Aussparung unmittelbar an den Umfangsrand der vorderen Aussparung angrenzt, nicht möglich. Besonders zweckmäßig ist es daher, wenn bei dem hier vorgeschlagenen Gewindeelement die Formschlussmittel, insbesondere die Vertiefung bzw. der Fortsatz, vom unteren Umfangsrand der Innenumfangsfläche beabstandet sind. Anders ausgedrückt befinden sich die Formschlussmittel mit Vorteil in einem Bereich innerhalb des Aussparungsgrundes (Boden bzw. Grundfläche) der Aussparung, wobei ein Randabstand zum Aussparungsgrundrand eingehalten wird. Bei einer Ausführungsform, bei der anstelle der Aussparung mit Innenkonus ein Außenkonus vorgesehen ist, ist es bevorzugt, wenn die Formschlussmittel mit Abstand zum Außenrand der stirnseitigen Grundfläche angeordnet sind.
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Im Falle des Vorsehens einer Rampe auf der von den Formschlussmitteln abgewandten Seite ist es bevorzugt, wenn diese vom Außenrand des Gewindeelementes beabstandet ist. Bevorzugt ist die Rampe gebildet vom Nutboden einer teilkreisringförmigen Nut. Denkbar ist auch eine Ausführungsvariante ohne Nut, bei der die Rampe radial innen von einer, vorzugsweise in Umfangsrichtung gekrümmten Seitenwand begrenzt ist und die vorzugsweise quer zu dieser Seitenwand orientierte, vorzugsweise bis zur Grundfläche abfallende Rampe bis zum Außenrand des Gewindeelementes reicht. Im Falle der Anordnung mindestens einer Rampe mit zugehörigen Formschlussmitteln auf dem zuvor beschriebenen, die Konusfläche in radialer Richtung nach außen überragenden Umfangsbund ist es bevorzugt, wenn die Formschlussmittel in radialer Richtung bis zum radial äußeren Rand des Gewindeelementes reichen.
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Ganz besonders bevorzugt ist der Versatz zwischen einer Längsmittelachse der Formschlussmittel und der Längsmittelachse des Außengewindeelementes minimal und beträgt bevorzugt weniger als 2 mm, noch weiter bevorzugt weniger als 1 mm, noch weiter bevorzugt weniger als 0,5 mm. Ganz besonders bevorzugt beträgt der vorgenannte Abstand zwischen etwa 0,1 mm und 0,5 mm.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Innenumfangsfläche der Aussparung über den größten Teil ihrer Axialerstreckung, vorzugsweise über mindestens 90% ihrer Axialerstreckung, als Innenkonusfläche bzw. Außenkonusfläche ausgebildet ist, um eine möglichst große Anlagefläche an einem korrespondierenden Außenkonus bzw. Innenkonus eines Werkzeugs zur Verfügung zu stellen. Besonders zweckmäßig ist es für den Fall des Vorsehens einer stirnseitigen Aussparung, wenn sich die Innenkonusfläche in axialer Richtung betrachtet bis zum Aussparungsgrund erstreckt.
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Die Erfindung führt auch auf ein Werkzeug zum Festziehen eines wie zuvor beschrieben ausgebildeten Gewindeelementes. Das Werkzeug zeichnet sich durch einen Antriebsabschnitt aus, der komplementär, vorzugsweise formkongruent, zum Antrieb des Gewindeelementes ausgebildet ist. Somit umfasst der Antriebsabschnitt des Werkzeugs mindestens einen Außenkonusabschnitt und/oder einen Innenkonusabschnitt zum Zusammenwirken mit der innenkonusförmigen Innenumfangsfläche der Aussparung bzw. zum Zusammenwirken mit der außenkonusförmigen Außenumfangsfläche und zum Zusammenwirken mit den Formschlussmitteln des Gewindeelementes ausgebildete Werkzeugformschlussmittel. Hierbei handelt es sich im Falle der Ausbildung der Formschlussmittel des Gewindeelementes als Vertiefung um einen Axialfortsatz und im Falle der Ausbildung der Formschlussmittel als Fortsatz um eine korrespondierende, stirnseitige Vertiefung im Werkzeug.
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Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn das Werkzeug als Schraubautomat, also als Schraubroboter ausgebildet ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
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Diese zeigen in:
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1a: eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines als Außengewindeelement ausgebildeten Gewindeelements,
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1b: eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines Schraubenkopfes des Außengewindeelement gemäß 1a,
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2a: eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines als Außengewindeelement ausgebildeten Gewindeelementes,
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2b: eine Draufsicht auf die Stirnseite eines Schraubenkopfes des Außengewindeelementes gemäß 2a,
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3: eine exemplarische Darstellung eines als Schraubautomat ausgebildeten Werkzeugs zum Zusammenwirken mit einem als Außengewindeelement ausgebildeten Gewindeelement,
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4: eine Längsschnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines als Außengewindeelement ausgebildeten Gewindeelementes, bei dem anstelle einer Innenkonusfläche eine Außenfläche vorgesehen ist,
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5: eine Längsschnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines als Außengewindeelement ausgebildeten Gewindeelements, bei dem sich die Formschlussmittel, ausgehend von einer Stirnseite (Grundfläche) des Außenkonus, in einer Richtung vom Schaft weg erstrecken,
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6a: eine ausschnittsweise Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Außengewindeelementes in einer Längsschnittansicht,
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6b: eine Draufsicht auf den Schraubenkopf des Außengewindeelementes gemäß 6a,
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7: ein Ausführungsbeispiel eines als Innengewindeelement ausgebildeten Gewindeelementes,
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8: eine ausschnittsweise Darstellung eines alternativen Außengewindeelementes in Längsschnittansicht,
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9: ein alternatives Ausführungsbeispiel eines als Außengewindeelement ausgebildeten Gewindeelementes mit einer inversen Nut, umfassend eine als Rampe ausgebildete Stirnseite sowie eine die Formschlussmittel bildende, in Umfangsrichtung orientierte Wand,
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10a und 10b: unterschiedliche Ansichten eines alternativen, als Hutmutter mit Umfangsbund ausgebildeten Gewindeelementes, und
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11a und 11b: zwei unterschiedliche Ansichten eines alternativen, als Kopfschraube mit Umfangsbund ausgebildeten Gewindeelementes.
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In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die als Außengewindeelemente ausgebildeten Ausführungsbeispiele auch als Innengewindeelement ausgebildet werden können und das als Innengewindelement ausgebildete Ausführungsbeispiel gemäß 7 auch als Außengewindeelement realisiert werden kann. Ferner sei angemerkt, dass die in den einzelnen Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale beliebig zu neuen Ausführungsbeispielen kombinierbar sein sollen. Darüber hinaus sei angemerkt, dass die als Millimeterangaben dargestellten Abmessungen als wesentlich offenbart gelten sollen, dergestalt, dass die Abmessungen und sich aus den Abmessungen ergebende Abmessungsverhältnisse beanspruchbar sein sollen. Die in den Figuren dargestellten Abmessungen sollen die sich aus den Ansprüchen ergebende Erfindung jedoch nicht beschränken, d. h. sind auch andere Abmessungen realisierbar.
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In den 1a und 1b ist ein als Kopfschraube ausgebildetes Außengewindeelement 1 (Gewindeelement 21) gezeigt. Dieses umfasst einen Kopf 2 sowie einen an den Kopf 2 axial angrenzenden Schaft 3 mit Außengewinde 4. Innerhalb des Kopfes 2 befindet sich ein Antrieb 5, der im Wesentlichen zwei Axialabschnitte umfasst, nämlich eine vordere Aussparung 6, die sich in axialer Richtung ausgehend von einer Oberseite 7 in Richtung Schaft 3 erstreckt, wobei die Aussparung 6 eine Innenumfangsfläche 8 (Umfangsfläche) aufweist, die innenkonusförmig konturiert ist und konzentrisch zu einer Längsmittelachse L des Außengewindeelementes 1 angeordnet ist. Die Aussparung 6 und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch die innenkonusförmige Ausformung der Innenumfangsfläche 8 endet axial an einem ebenen Aussparungsgrund 9 (Grundfläche), ausgehend von dem sich in axialer Richtung Formschlussmittel 10 erstrecken. Diese sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als bohrungsartige Vertiefung ausgebildet. Zu erkennen ist, dass die Formschlussmittel 10 eine Formschlussmittellängsmittelachse LF aufweisen, die exzentrisch zur Längsmittelachse L des Außengewindeelementes 1 angeordnet ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Formschlussmittel 10 übertrieben weit von der Längsmittelachse L beabstandet eingezeichnet. Bevorzugt ist eine Ausführungsvariante (nicht dargestellt), bei der die Längsmittelachse L mit Abstand zur Formschlussmittellängsmittelachse LF die Formschlussmittel 10 in axialer Richtung durchsetzt.
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Zu erkennen ist, dass die Formschlussmittel 10 mit Radialabschnitt zum unteren Umfangsrand 11 der Innenumfangsfläche 8 beabstandet angeordnet sind. Der Umfangsrand 11 der Innenumfangsfläche 8 fällt zusammen mit dem radial äußeren Umfangsrand des Aussparungsgrundes 9.
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Bei dem Außengewindeelement 1 handelt es sich um ein durch Kaltfließpressen hergestelltes Formpressteil.
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1b zeigt das Außengewindeelement 1 (Gewindeelement 21) gemäß 1a in einer Ansicht von oben auf die Oberseite 7 des Kopfes 2. Zu erkennen ist die ringförmige Oberseite 7, die radial innen in die innenkonusförmig konturierte Aussparung 6 übergeht, wobei die innenkonische Innenumfangsfläche 8 der Aussparung 6 in axialer Richtung betrachtet endet am Aussparungsgrund 9, in den die Formschlussmittel 10 als Vertiefung eingebracht sind.
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2a und 2b zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a und 1b eingegangen wird. Im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten wird auf 1a und 1b mit zugehöriger Beschreibung verwiesen.
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Im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Formschlussmittel 10 nicht als sich in den Kopf 2 hinein Richtung Schaft 3, d. h. in Einschraubrichtung erstreckende Vertiefung, sondern als zylindrischer Axialfortsatz ausgebildet, der sich ausgehend vom Aussparungsgrund 9 in axialer Richtung Richtung Oberseite 7, d. h. entgegen der Einschraubrichtung bzw. in Richtung hinteren Endes erstreckt und mit Axialabstand zu dieser Oberseite 7 endet. Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2a und 2b ist die Formschlusmittellängsmittelachse LF radial beabstandet, d. h. versetzt bzw. exzentrisch angeordnet zur Längsmittelachse L des Außengewindeelementes 1 (Gewindeelement 21).
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3 zeigt ein als Schraubautomat ausgebildetes Werkzeug 12 zum Zusammenwirken mit dem in den 1a und 1b gezeigten Außengewindeelement 1 (Gewindeelement 21). Das Werkzeug 12 umfasst einen Antriebsabschnitt 13, der um eine Drehachse D rotierbar mittels eines Elektromotors 14 antreibbar ist. Der Antriebsabschnitt 13 besteht aus einem Außenkonusabschnitt 15 (Gegenkonusabschnitt), der formkomplementär zur innenkonusförmigen Innenumfangsfläche der Aussparung 6 des Außengewindeelementes 1 gemäß den 1a und 1b ausgebildet ist. Exzentrisch zur Drehachse D des Außenkonusabschnittes 15 befinden sich Werkzeugformschlussmittel 16 in der Form eines zylindrischen Bolzens, dessen Achse A seitlich versetzt ist zur Drehachse D. Die Werkzeugformschlussmittel 16 sind formkomplementär zu den Formschlussmitteln 10 des Außengewindeelementes 1 ausgebildet. Lediglich exemplarisch ist aus 3 zu sehen, dass das als Schraubautomat ausgebildete Werkzeug 12 einen Roboterarm 17 mit mehreren Schwenkgelenken umfasst.
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Auf die separate Darstellung eines zu dem Außengewindeelement 1 gemäß den 2a und 2b korrespondierenden Werkzeugs 12 wurde verzichtet, da dieses sich ausschließlich dahingehend von dem in 3 gezeigten Werkzeug 12 unterscheiden muss, als dass die Werkzeugformschlussmittel 16 nicht als Axialfortsatz, sondern als Vertiefung innerhalb des Außenkonusabschnittes 15 ausgebildet sind, die mit den Formschlussmitteln 10 gemäß den 2a und 2b korrespondiert.
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Im Folgenden werden anhand der 4 und 5 zwei weitere Ausführungsbeispiele beschrieben, die im Unterschied zu den in den 1a, 1b, 2a und 2b dargestellten Ausführungsbeispielen nicht eine Innenkonusfläche, sondern eine Außenkonusfläche 18 aufweisen. Auf das Vorsehen einer Aussparung mit Innenkonusfläche wurde verzichtet, wobei diese bei Bedarf zusätzlich vorgesehen werden kann. Da im Folgenden, zur Vermeidung von Wiederholungen im Wesentlichen Unterschiede zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen erläutert werden, wird im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten auf die 1a bis 2b mit zugehöriger Beschreibung verwiesen.
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Das in 4 gezeigte Außengewindeelement 1 (Gewindeelement 21) ist als Kopfschraube ausgebildet, deren Kopf 2 mit einer einen Teil des Antriebs 5 bildenden Außenkonusfläche 18 (Umfangsfläche) versehen ist. Die Außenkonusfläche 18 erstreckt sich über die gesamte Axialerstreckung des Kopfes 2 und dient zum Zusammenwirken mit einem innenkonusförmigen Gegenkonusabschnitt eines nicht dargestellten, vom Grundsatz her analog zu dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Werkzeug. An dem Kopf 2 schließt in axialer Richtung ein Schaft 3 mit Außengewinde 4 an.
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Zu erkennen ist, dass die Außenkonusfläche 18 konzentrisch zur Längsmittelachse L des Außengewindeelementes 1 angeordnet ist. Parallel zur Längsmittelachse L verläuft eine Formschlussmittellängsmittelachse LF. Die Formschlussmittel 10 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als exzentrisch zur Längsmittelachse L angeordnete Vertiefung innerhalb des Kopfes 2 ausgebildet. Zu erkennen ist, dass sich die Formschlussmittel 10, ausgehend von einer oberen Stirnfläche bzw. Stirnseite 19 (Grundfläche), in axialer Richtung erstrecken. Die Formschlussmittel 10 sind über ihre gesamte Axialerstreckung radial beabstandet von der Außenkonusfläche 18. Insbesondere sind die innerhalb der Stirnseite 19 angeordneten Formschlussmittel 10 mit Randabstand zu einem oberen Umfangsrand 20 der Stirnseite 19 angeordnet, wobei dieser Umfangsrand 20 gleichzeitig den oberen Umfangsrand der Außenkonusfläche 18 bildet.
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Das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Formschlussmittel 10 nicht als Vertiefung, sondern als axialer Fortsatz ausgebildet sind, der sich ausgehend von der Grundfläche (Stirnseite 19) in axialer Richtung von dem Schaft 3 erstreckt, wobei die Formschlussmittellängsmittelachse LF parallel zur Längsmittelachse L des Außengewindeelementes 1 (Gewindeelement 21) angeordnet ist.
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Bei den in den 6a bis 8 dargestellten Ausführungsbeispielen von Gewindeelementen handelt es sich um ausschließlich in einer einzigen Betätigungsrichtung B, hier in Festziehrichtung betätigbare Gewindeelemente. Allen diesen Ausführungsbeispielen ist gemein, dass mit den exzentrisch zur Längsmittelachse angeordneten Formschlussmitteln ausschließlich in die Betätigungsrichtung ein Formschluss herstellbar ist – entgegen dieser einzigen Betätigungsrichtung ist kein Formschluss herstellbar. Dies ist bei sämtlichen Ausführungsbeispielen dadurch realisiert, dass die Formschlussmittel über eine Rampe (Schräge) erreichbar sind, die sich ausgehend von den Formschlussmitteln entgegen der Betätigungsrichtung B erstreckt.
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In 6a ist der obere Teil eines als Außengewindeelement 1 ausgebildeten Gewindeelementes 21 gezeigt. Das Gewindeelement 21 umfasst einen Kopf 2, an welchem in axialer Richtung ein nur abschnittsweise dargestellter Schaft 3 angeordnet ist, an dem ein nicht dargestelltes Außengewinde vorgesehen ist. Innerhalb des Kopfes 2 befindet sich ein Antrieb 5, der zwei Axialabschnitte umfasst, nämlich eine vordere Aussparung 6, die sich in axialer Richtung ausgehend von einer Oberseite 7 in Richtung Schaft 3 erstreckt, wobei die Aussparung 6 eine Innenumfangsfläche 8 (Umfangsfläche) aufweist, die innenkonusförmig konturiert ist und konzentrisch zu einer Längsmittelachse L des Gewindeelementes 21 angeordnet ist. Die Aussparung 6 und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch die innenkonusförmige Ausformung der Innenumfangsfläche 8 endet axial an einem ebenen Aussparungsgrund 9 (Grundfläche), ausgehend von dem sich in axialer Richtung Formschlussmittel 10 erstrecken (vgl. 6b). Diese sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Vertiefung ausgebildet, genauer als in eine einzige Betätigungsrichtung B orientierte, bzw. sich radial erstreckende Nutwand 22. Zu erkennen ist die zylindrische Konturierung der Nutwand 22. Die Formschlussmittel 10 begrenzen also eine teilkreisringförmig konturierte Nut 23 in die Umfangsrichtung (Betätigungsrichtung B), in die das Gewindeelement 21 betätigbar ist. Die Nut 23 weist einen Nutboden 24 auf, der als Rampe 25, also als Schräge ausgebildet ist, die ausgehend von dem Aussparungsgrund 9 der oberen Aussparung 6 bis zum Grund der Vertiefung 26 bzw. bis zum Grund der Formschlussmittel 10, d. h. in dem gezeigten Ausführungsbeispiel bis zum Grund der Nutwand 22 verläuft. Der Nutboden 24 und damit die Rampe 25 ist stufenlos ausgebildet und steigt stetig, ausgehend vom Grund der Nutwand 22 an bis auf das Niveau einer höheren, vom Aussparungsgrund 9 gebildeten Ebene.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Nut 23 radial innen von einer inneren, gekrümmten Seitenwand 27 und radial außen von einer konzentrisch dazu angeordneten äußeren Seitenwand 28 begrenzt. Bei einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsvariante kann auf die äußere Seitenwand 28 verzichtet werden, beispielsweise wenn die Rampe 25 bis zum Außenumfang des Kopfes 2 reicht. Auch müssen die äußere und/oder die innere Seitenwand 27, 28 nicht konzentrisch zueinander verlaufend ausgebildet sein, wobei die gezeigte, konzentrische Ausbildung bevorzugt ist.
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Wie sich aus einer Zusammenschau der 6a und 6b ergibt, sind also die Formschlussmittel 22 für entsprechende Gegenformschlussmittel (hier ein axialer Fortsatz) eines beispielhaft in 3 dargestellten Werkzeugs lediglich über die Rampe 25 zugänglich, d. h. die Gegenformschlussmittel gleiten, für den Fall, dass das Werkzeug nicht in Umfangsrichtung exakt positioniert wird entlang der Rampe 25 in Umfangsrichtung bis gegen die Formschlussmittel 10 bzw. die Nutwand 22, wo dann ein Formschluss resultiert und das Gewindeelement 21 in Umfangsrichtung, hier in die einzige Betätigungsrichtung B mitgenommen wird. Wird mit dem, beispielsweise in 3 gezeigten Werkzeug versucht das Gewindeelement 21 zu lösen, so gelingt dies nicht, da kein Formschluss zwischen dem Werkzeug und den Formschlussmitteln 10 realisierbar ist – stattdessen gleiten die Gegenformschlussmittel des Werkzeugs in Umfangsrichtung entlang der Rampe 25 bis auf den Aussparungsgrund 9 und fallen axial bei Weiterbetätigung des Werkzeugs in Umfangrichtung wieder auf den Grund der Vertiefung 26 ab, um dann wieder entlang der Rampe 25 anzusteigen.
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Aus 6a und 6b ergibt sich, dass die Längsachse LF des Formschlussmittel exzentrisch, also radial versetzt zur Längsachse L des Gewindeelementes 21 angeordnet ist.
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Bei dem Gewindeelement 21 gemäß den 6a und 6b handelt es sich um ein durch Kaltfließpressen hergestelltes Formpressteil.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 handelt es sich bei dem Gewindeelement 21 um ein Innengewindeelement 29. Der Aufbau des Antriebs entspricht dem in den 6a und 6b dargestellten Antrieb 5. Das Gewindeelement 21 weist lediglich keinen Schaft auf, sondern ist mit einem stirnseitigen, auf der vom Antrieb 5 abgewandten Seite angeordneten Sackloch 30 (Innengewindeloch) mit Innengewinde 31 versehen. Das Innengewindeelement 29 ist wie das Außengewindeelement 1 gemäß den 6a und 6b lediglich in einer einzigen Betätigungsrichtung B betätigbar.
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In 8 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines als Außengewindeelement 1 ausgebildeten Gewindeelementes 21 gezeigt. Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen gemäß 6a, 6b und 7 umfasst der Antrieb 5 nicht einen Innenkonus, sondern einen Außenkonusabschnitt 15, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel am Außenumfang eines Kopfes 2 ausgebildet ist. Selbstverständlich ist das Ausführungsbeispiel gemäß 8 alternativ auch als Innengewindeelement realisierbar. Die obere Stirnseite des Kopfes 2 bildet die Grundfläche, ausgehend von der sich in axialer Richtung die Formschlussmittel 10 erstrecken, die analog zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 6a, 6b und 7 ausgebildet sind. Die innerhalb einer Nut 23 ausgebildete Rampe 25 verbindet stufenlos die Stirnseite (Grundfläche) mit der Vertiefung 26 bzw. dem Grund der Formschlussmittel 10, die ausschließlich in einer einzigen Betätigungsrichtung wirkend ausgebildet sind.
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9 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel eines als Außengewindeelement 1 ausgebildeten Gewindeelementes 21, wobei das Gewindeelement 21 alternativ auch als Innengewindeelement ausgebildet sein kann. Die Formschlussmittel 10 sind quasi invers zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 8 ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Formschlussmittel 10 als sich von dem Schaft 3 weg erstreckender Fortsatz ausgebildet sind bzw. die Formschlussmittel 10 eine in Umfangsrichtung orientierte Wand 32 eines Teilkreiszylinderfortsatzes bilden, der eine schräge, von der Rampe 25 gebildete Stirnseite aufweist, welche die Grundfläche (Stirnseite) des Kopfes mit der Stirnseite des Fortsatzes bzw. der Formschlussmittel 10 verbindet.
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In den 10a und 10b sowie 11a und 11b sind weitere alternative Ausführungsbeispiele von Gewindeelementen gezeigt, die wie die Ausführungsbeispiele gemäß den 6a bis 8a gezeigt, ausschließlich in einer einzigen Betätigungsrichtung B, auch hier in Festziehrichtung, d. h. in Einschraubrichtung betätigbar sind. Allen diesen Ausführungsbeispielen ist gemein, dass mit den exzentrisch zur Längsmittelachse, auf einem Umfangsbund angeordneten Formschlussmitteln ausschließlich in die Betätigungsrichtung ein Formschluss herstellbar ist – entgegen dieser einzigen Betätigungsrichtung ist kein Formschluss erzielbar. Dies ist bei sämtlichen mit Ausführungsbeispielen mit Vorteil dadurch realisiert, dass die vorzugsweise mehreren Formschlussmittel jeweils über eine diesen zugeordnete Rampe (Schräge) erreichbar sind, die sich ausgehend von den Formschlussmitteln entgegen der Betätigungsrichtung B erstreckt.
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In den 10a und 10b ist ein als Hutmutter ausgebildetes Gewindeelemente 21 gezeigt und zwar in 10a in einer Seitenansicht und in 10b in einer Draufsicht von hinten. Das Gewindeelement 21 umfasst einen Körper der stirnseitig (rückseitig) im Wesentlichen halbrund, hier mit einem Radius R6 ausgebildet ist. Diese halbrunde Stirnseite geht über in eine Außenkonusfläche 18, die sich unterhalb der abgerundeten Stirnseite befindet und die Bestandteil eines Antriebs 5 ist. Neben der Außenkonusfläche 18 umfasst der Antrieb 5, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel drei, Formschlussmittel 10, die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass das als Innengewindeelement 29 ausgebildete Gewindeelement 21 ausschließlich in eine Betätigungsrichtung B, hier in Festziehanfangsrichtung betätigbar ist.
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Die Außenkonusfläche 18 ist konzentrisch zu einer Längsmittelachse L des Gewindeelementes angeordnet. Exzentrisch zu dieser Längsachse L sind die Längsachsen LF der Formschlussmittel 10 angeordnet.
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Der axial vordere, in der Zeichnungsebene untere Bereich des Körpers ist gebildet von einem Umfangsbund 33 (Umfangsring), welcher die Außenkonusfläche 18 in radialer Richtung nach außen überragt. Der Umfangsbund 33 ist Träger der Formschlussmittel 10 und von den Formschlussmitteln 10 zugeordneten Rampen 25, welche sich ausgehend von den diesen zugeordneten Formschlussmitteln 10 entgegen der Betätigungsrichtung B erstrecken bzw. entgegen der Betätigungsrichtung B entgegen der axialen Einschraubrichtung, d. h. in 10a in der Zeichnungsebene nach oben ansteigen.
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Die Rampen 25 sowie die diesen zugeordneten Formschlussmittel 10 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet und zwar auf einer entgegen der axialen Einschraubrichtung orientierten Stirnseite 34 des Umfangsbundes 33. Die Stirnseite 34 weist eine ringförmige, gestufte Oberflächenkontur auf, die im Wesentlichen gebildet ist von den Formschlussmitteln 10, den Rampen 25, später noch zu erläuternden Grundflächen 35 sowie in einer Parallelebene zu den Grundflächen 35 angeordneten Oberseiten 36 von axialen Fortsätzen 37, die in eine Umfangsrichtung und zwar entgegen der Betätigungsrichtung B von den als axiale Wand ausgebildeten Formschlussmitteln und in Betätigungsrichtung B von jeweils einer Rampe 25 begrenzt sind, welche den in Betätigungsrichtung B benachbarten Formschlussmitteln 10 zugeordnet ist.
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Zu erkennen ist, dass sich die als sowohl axial als auch radial erstreckende Wand ausgebildeten Formschlussmittel 10 ausgehend von der Grundfläche 35 entgegen der axialen Einschraubrichtung erstrecken. Die zugeordnete Rampe 25 führt axial bis auf die Grundfläche 35. Zu erkennen ist die stufenlose, d. h. stetig ausgeformte Rampe 25. Die Rampe 25 könnte sich alternativ in Umfangsrichtung auch bis unmittelbar die Formschlussmittel 10 erstrecken. In diesem Fall würde die Grundfläche vom untersten Ende der Rampe 25 gebildet.
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Die Rampen 25 verlaufen entgegen der Betätigungsrichtung B ausgehend von der Grundfläche 35 bis auf die zugehörige d. h. entgegen der Betätigungsrichtung B benachbarte Oberseite des zugehörigen Fortsatzes 35.
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Wie sich aus einer Zusammenschau der 10a und 10b ergibt, sind also die Formschlussmittel 10 für entsprechende Gegenformschlussmittel (hier ein axialer Fortsatz) eines nicht dargestellten Werkzeugs lediglich über die zugehörige Rampe 25 zugänglich, d. h. die Gegenformschlussmittel gleiten, für den Fall dass das Werkzeug nicht in Umfangsrichtung exakt positioniert wird entlang der Rampe 25 in Umfangsrichtung bis gegen die Formschlussmittel 10 bzw. in Umfangsrichtung gegen den entsprechenden Fortsatz 37, wo dann ein Formschluss resultiert und das Gewindeelement 21 in Umfangsrichtung, hier in die einzige Betätigungsrichtung B mitgenommen wird. Wird mit dem nicht dargestellten Werkzeug versucht, das Gewindeelement 21 zu lösen, so gelingt dies nicht, da kein Formschluss in Umfangsrichtung zwischen dem Werkzeug und den Formschlussmitteln 10 realisierbar ist – stattdessen gleiten die Gegenformschlussmittel des Werkzeugs in Umfangsrichtung entlang den Rampen 25 bis auf die benachbarten Oberseiten der zugehörigen Fortsätze 37 und fallen axial bei Weiterbetätigung des Werkzeugs entgegen der Betätigungsrichtung B wieder auf die nächste Grundfläche 35 ab um dann wieder entlang der Rampen 25 anzusteigen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 11a und 11b handelt es sich bei dem Gewindeelement 21 um ein Außengewindeelement 1. Der Aufbau des Antriebs 5 entspricht dem in den 10a und 10b dargestellten Antrieb 5, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechende Figurenbeschreibung zu den 10a und 10b verwiesen wird. Das Gewindeelement 21 weist lediglich kein Sackloch auf, sondern stattdessen einen Schaft 3, der mit einem Außengewinde 4 versehen ist. Das Außengewindeelement 1 ist wie das Innengewindeelement 29 gemäß den 10a und 10b lediglich in einer einzigen Betätigungsrichtung B betätigbar. Zu erkennen ist, dass als Konusabschnitt bzw. als Konusfläche eine Außenkonusfläche vorgesehen ist, wobei bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 10a bis 11b alternativ theoretisch auch eine Innenkonusfläche vorgesehen sein kann. Wesentlich bei diesen Ausführungsbeispielen ist lediglich, dass ein Umfangsbund 33 vorgesehen ist, der die entsprechende Konusfläche in radialer Richtung nach außen überragt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Außengewindeelement
- 2
- Kopf
- 3
- Schaft
- 4
- Außengewinde
- 5
- Antrieb
- 6
- Aussparung
- 7
- Oberseite
- 8
- Innenumfangsfläche (Umfangsfläche)
- 9
- Aussparungsgrund (Grundfläche)
- 10
- Formschlussmittel
- 11
- Umfangsrand
- 12
- Werkzeug
- 13
- Antriebsabschnitt
- 14
- Elektromotor
- 15
- Außenkonusabschnitt (Gegenkonusabschnitt)
- 16
- Werkzeugformschlussmittel
- 17
- Roboterarm
- 18
- Außenkonusfläche
- 19
- Stirnseite
- 20
- Umfangsrand
- 21
- Gewindeelement
- 22
- Nutwand
- 23
- Nut
- 24
- Nutboden
- 25
- Rampe
- 26
- Vertiefung
- 27
- innere Seitenwand
- 28
- äußere Seitenwand
- 29
- Innengewindelement
- 30
- Sackloch
- 31
- Innengewinde
- 32
- Wand
- 33
- Umfangsbund
- 34
- Stirnseite
- 35
- Grundflächen
- 36
- Oberseiten
- 37
- Fortsätze
- B
- Betätigungsrichtung
- L
- Längsmittelachse
- LF
- Formschlussmittellängsmittelachse bzw. Formschlussmittellängsachse
- D
- Drehachse
- A
- Achse der Werkzeugformschlussmittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10136546 A1 [0003, 0008, 0008, 0026]
- DE 3006464 A1 [0004, 0008, 0008, 0008]
- DE 131445 [0005]
