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Schraubendreher
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Die Erfindung betrifft Schraubendreher für Schlitz- und Kreuzschlitzschrauben.
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Die Klingen dieser Schraubendreher werden in bekannter Weise aus Abschnitten
von Rund- oder Profilstahl, z.B. Vierkantstahl, Sechskantstahl, hergestellt.
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Dabei wird für Schlitzschrauben das Schaufelblatt warm oder kalt ausgeschmiedet
und die Außenkontur des Blattes durch Beschneiden geformt.
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Die Schneidenpartie, der in die Schraube eingreifende Teil des Blattes,
wird evtl. noch zusätzlich spanlos oder spanend nachgeformt. Bei gewissen Schraubendreherarten
wird die Schneide sogar aus dem vollen Material herausgefräst.
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Anschließend an die Formgebung erfolgt das Vergüten und eine Feinbearbeitung
der Oberfläche, z.B. durch Schleifen. Vielfach wird durch das Schleifen erst das
gewünschte Endmaß der Schneide erreicht.
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Schließlich wird auf galvanischem Wege eine Rostschutzschicht aufgebracht.
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Für Kreuzschlitzschrauben wird die Spitze durch Andrehen des Kegels
an den Stahlabschnitt und Fräsen der Kreuznuten im Teilverfahren hergestellt.
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Um die erforderliche genaue Passung der Kreuzspitze in den Kreuzschlitz
der Schraube zu erreicher, ist es vielfach erforderlich, die Kreuzspitze vor dem
Vergüten roch zu kalibrieren.
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Trotz moderner Fertigungsverfahren ist die kurz geschilderte Herstellung
der Schraubendreherklingen noch verhältnismäßig teuer. Dies gilt insbesondere dann,
wenn ein eng-toleriertes Schneidenmaß oder eine exakt
passende Kreuzspitze
erreicht werden soll.
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Die Schwierigkeiten und Kosten steigen besonders, wenn die engen Toleranzen
kleiner Schneidenabmessungen eingehalten werden sollen und bei der Herstellung der
abgesetzten, balligen Schneidenform, wie sie nach DIN 5264 für die Größen ab 6,5
mm Schneidenbreite vorgeschrieben ist.
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Diese Schneidenform hat sich, wie die Untersuchungen am Institut für
Werkzeugforschung ergaben, als die optimale Schneidenform hinsichtlich der Belastbarkeit
erwiesen. Die Schwierigkeiten, diese Schneidenform bei den bekannten Verfahren genau,
eber wirtschaftlich herzustellen, haben ihre Anwendung auf die Größen ab 6,5 mm
Schneidenbreite beschränkt, obwohl gerade bei den kleineren Schneidenabmessungen
die spezifische Belastung an der Eingriffsstelle in den Schraubenschlitz höher ist
und dort diese Schneidenform erst recht anzustreben wäre.
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Gleiches gilt auch grundsätzlich für die abgesetzte planparallele
Schneidenform, wie sie früher in DIN 5270 genormt war.
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Abgesehen von den Schwierigkeiten, die genauen Schneidenmaße bei der
Herstellung einzuhalten, tritt an der übergangsstelle der abgesetzten Schneide zu
dem dickeren Schaufelblatt bei nicht sorgfältiger Abrundung des Oberganges eine
Kerbwirkung auf. Diese Kerbwirkung kann bei höherer Belastung der Schneide an der
Obergangsstelle zum Bruch führen, weil dort außerdem ein Spannungssprung auftritt.
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Keilförmige Schneiden, wie sie heute überwiegend gefertigt werden,
haben den Nachteil, daß keine flächenförmige sondern linienförmige Anlage der Schneide
im Schraubenschlitz gegeben ist. Infolgedessen sind die Belastungsverhältnisse an
der Schneide und im Schraubenschlitz ungünstig. Schneide und Schraubenschlitz werden
leichter beschädigt und stärker abgenutzt, außerdem treten durch die Keilform stärkere
Auswurfkräfte als bei einer parallelen Schneide auf.
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Schließlich muß bei dem Fertigen der Schneiden und der Kreuzspitzen
noch beachtet werden, daß die angestrebten Endmaße unter Berücksichtigung der beim
Galvanisieren aufgebrachten Metallschicht eingehalten werden müssen. Vor dem Galvanisieren
ist also ein Untermaß entsprechend
2 x Schichtdicke der galvanisch
abgeschiedenen Auflage notwendig.
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Dies führt zu einer weiteren Schwächung der Schneiden, zumal dort
-wegen der an Ecken und Spitzen. im Galvanik-Bad auftretenden höheren Stromdichten-
eine realtiv dicke Auflage entsteht. Um die durch Untermaß bedingte Schwächung der
Schneiden und Kreuzspitzen zu vermeiden, deckt man diese Stellen neuerdings während
des Galvanisierens ab, um die Abscheidung einer Metallschicht zu verhindern. Durch
dieses Verfahren tritt wiederum eine Verteuerung ein.
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Die Haltbarkeit eines Schraubendrehers hängt außer von sorgfältiger,
maßhaltiger Herstellung und Vergütung natürlich auch stark von der verwendeten Stahlqualität
ab. Heute werden für Qualitäts-Schraubendreher zwar schon gute legierte Stähle verwendet.
Es gibt aber durchaus bessere Stahl sorten, deren Verwendung eine deutliche Verbesserung
der Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit des Schraubendrehers ergeben würden. Derartige
Stähle werden aber nicht oder nur in geringem Umfang eingesetzt, weil einmal ihre
Bearbeitung schwieriger und aufwendiger ist, als bei den üblicherweise verwendeten
Stählen, und, zum anderen, auch die Materialkosten alleine schon zu hoch wären,um
daraus hergestellte Schraubendreher zu annehmbaren Preisen anbieten zu können.
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Abgenutzte Schraubendreher für Schlitzschrauben können zwar nachgeschliffen
oder nachgefeilt werden. Die Nacharbeit einiger balligen Schneiden ist jedoch schon
sehr schwierig, auch das maßhaltige Nacharbeiten einer keilförmigen Schneide erfordert
Geschicklichkeit. Eine Kreuzspitze kann überhaupt nicht maßhaltig nachgearbeitet
werden. Infolgedessen wird in der Praxis oft mit Schraubendrehern gearbeitet, deren
Schneiden schon stark abgenutzt sind und das ursprüngliche Maß verloren haben. Zumeist
hat sich der Keilwinkel vergrößert und damit die Gefahr des Herausrutschens aus
dem Schraubenschlitz und,hiermit verbunden,die Gefahr von Unfällen.
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Bei Schraubendreherklingen der erfindungsgemäßen Ausführung werden
die beschriebenen Fertigungsschwierigkeiten und Nachteile vermieden.
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Während bei den bekannten Ausführungen die Klinge materialmäßig und
körperlich eine Einheit bildet, ist die erfindungsgemäße Ausführung dadurch gekennzeichnet,
daß die Klinge aus einem harten Stahl kern
mit dem Querschnitt der
gewünschten Schneidenform - und Maße und einem Schaftrohr besteht, in dem der Stahl
kern geführt wird.
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An der Spitze des Schraubendrehers wird die Schneide, als der in die
Schraube eingreifende Teil, dadurch gebildet, daß der Stahlkern auf einer Länge
frei liegt, die etwa der größten Schlitztiefe in Schrauben der betreffenden Größe
entspricht.
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Das Schaftrohr dient, wie erwähnt, zur Führung des Stahl kernes und
zur übertragung des Drehmomentes vom Griff auf den Stahl kern bzw. die Schneide
des Schraubendrehers.
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Da der Stahl kern einen kleinen Querschnitt -im Vergleich zu dem Schaftquerschnitt
herkömmlicher Schraubendreher- hat, ergibt sich für den Kern ein geringes Material-Einsatzgewicht.
Deshalb kann für den Kern hochlegierter Stahl verwendet werden, ohne daß die Kosten
zu hoch werden.
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Der Kern wird aus einem Stahl profil gefertigt, das durch Ziehen oder
Kaltwalzen in engen Toleranzen maßhaltig hergestellt werden kann. Das Profil kann
ballig oder rechteckig sein oder eine andere, der Einsenkung in der Schraube entsprechende
oder dafür zweckmäßige Form haben.
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Die Kernabschnitte können entweder von einer Rolle des fertig vergüteten
Stahl es -besonders bei den kleineren Abmessungen- abgeschnitten werden oder von
Stäben und nachträglich vergütet.
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Bei Abnutzung der Schneide braucht der Stahl kern an der Stirn nur
senkrecht zur Längsachse nachgeschliffen oder nachgefeilt und das Schaft-Mantelrohr
so weit abgefeilt werden, daß wieder ein genügend langes Schneidenstück freiliegt,
um erneut einen vollwertigen, maßhaltigen Schraubendreher zu erhalten. Es kann also
die Klinge des Schraubendrehers auf diese Weise in ganzer Länge aufgearbeitet werden.
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Abgesehen von der besseren Verschleißfestigkeit durch Verwendung des
höher legierten Stahles für den Kern, ergeben sich auch durch die Möglichkeit des
Nacharbeitens eine erheblich längere Lebensdauer und ein höherer Nutzungswert als
bei herkömmlichen Schraubendrehern.
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Ähnlich wie bei Schraubendrehern für Schlitzschrauben ist auch der
Aufbau bei Schraubendrehern für Kreuzschlitzschrauben. Bei den letztgenannten hat
der Stahlkern ein Kreuzprofil, wobei das Kreuzprofil auch aus Flachprofilen in kreuzförmiger
Anordnung gebildet sein kann.
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Die Dicke der Kreuzstege ist einheitlich so bemessen, daß sie der
kleinsten Weite des Kreuzschlitzes entspricht.
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Die Form des Außenkegels der Kreuzspitze wird auf spanendem Wege hergestellt.
Bei aus Flachprofilen zusammengesetzem Kern kann das einfach durch schräges Abschneiden
-entsprechend dem Flankenwinkel des Außenkegels- erfolgen.
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Bei Phillips-Kreuzschlitzschrauben -die inzwischen durch die verbesserte
Form der Pozidriv-Schrauben ersetzt werden- verläuft der Kreuzschlitz noch leicht
konisch zur tiefsten Stelle der Einsenkung hin. Bei der Kreuzspitze des erfindungsgemäßen
Schraubendrehers haben die Stege keine dem Schlitz entsprechende Konizität sondern,
wie zuvor erwähnt, eine Dicke die der kleinsten Weite des Kreuzschlitzes entspricht.
Unter Torsionsbelastung verformen sich die Stege so, daß sie voll auf den Flanken
der Kreuzschlitze anliegen.
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Dadurch ist eine punktuelle Oberlastung der Kreuzspitze und der damit
verbundene starke Verschleiß oder die Beschädigung der Kreuzspitze vermieden, wie
sie bei schlecht passenden oder abgenutzten Spitzen herkömmlicher Kreuzschlitz-Schraubendreher
auftreten. Außerdem werden die Auswurfkräfte infolge der höheren Reibung an der
ganzen tragenden Fläche reduziert.
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Bei Pozidriv-Schrauben ist die Konizität der Kreuzschlitze nicht mehr
vorhanden, so daß die gleich dicken Stege der Kreuzspitze von vorneherein eine bessere
Passg haben und wiederum infolge der elastischen Verformung auch ein besseres Tragen
der Flächen als bei den herkömmlichen starren Kreuzspitzen erreicht wird.
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Schließlich läßt sich durch eine-leicht versetzte Vorverformung der
Kreuzstege erreichen, daß die Kreuzschraube auf der Kreuzspitze des Schraubendrehers
infolge der Vorspannung der Kreuzstege festgehalten wird. Ein zusätzlicher Schraubenhalter
ist nicht erforderlich. Dieser Effekt ist vorteilhaft, wenn Schrauben an tiefliegenden
Stellen eingesetzt
werden müssen, wo sie mit den Fingern nicht
gehalten werden können.
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Das Schaftrohr wird vorzugsweise aus Metall hergestellt. Es wird so
gestaltet, daß eine gute Führung des Stahl kernes auf einer ganzen Länge vorhanden
ist. Diese Führung muß möglichst spielfrei sein, weshalb nach dem Einführen des
Stahl kernes in das Führungsrohr ein Anwalzen des Rohres an den Kern erforderlich
sein kann.
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Im übrigen werden Wandstärke, Material und Profil so gewählt, daß
bei möglichst geringem Außendurchmesser des Schaftrohres das erforderliche Drehmoment
übertragen werden kann. Dabei kann ein gleichmäßiger Verlauf der Torsionsspannung
über die ganze Schaftlänge durchaus zweckmäßig sein.
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Die Schaftrohre können z.B. aus geschweißten oder nahtlosen Präzisionsstahl
rohren oder stranggepreßten Aluminium- oder Messingrohren gefertigt werden. Stahlrohre
haben den Vorteil, daß sie aus einer vergütbaren Stahlqualität gefertigt werden
können. Sie müssen allerdings auf galvanischem Wege eine Rostschutzplatierung erhalten,
während das bei Aluminium nicht erforderlich wäre.
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Bei einer zweiten Auführung wird der Stahl kern nicht direkt im Schaftrohr
geführt, sondern ist -z.B. im Extrusionsverfahren- mit einer Kunststoffschicht ummantelt,
die außen ein dem Innenprofil des Schaftrohres entsprechendes Profil hat. Der Kern
mit dem Kunststoffmantel wird dann wiederum in das Schaftrohr eingeführt und das
Rohr aufgewalzt, wenn erforderlich.
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Bei einer dritten Ausführung wird der Stahl kern ebenfalls nicht direkt
vom Schaftrohr geführt und umschlossen, sondern es werden zu beiden Seiten des Stahl
kernes Profilleisten aus Metall oder Kunststoff aufgelegt und zusammen mit dem Stahl
kern in das Schaftrohr eingeführt.
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Die Profilleisten sind einerseits dem Profil des Stahl kerns, andererseits
dem Innenprofil des Schaftrohres so angepaßt, daß die beiden Profilleisten zusammen
mit dem Stahl kern das Schaftrohr innen ganz ausfüllen und das Drehmoment von Schaftrohr
auf den Stahl kern übertragen wird.
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Bei zweckmäßiger Profilierung des Schaftrohres kann darauf zusätzlich
eine Sechskanthülse mit entsprechender Innenprofilierung formschlüssig aufgesetzt
werden, sodaß auf diese Hülse ein Gabelschlüssel zur Vergrößerung des Drehmoments
angesetzt werden kann. Die aufgesetzte Sechskanthülse wird durch einen Einschnitt
in dem Teil. der in den Kunststoffgriff hineinragt und der beim Umspritzen durch
Kunststoffmasse ausgefüllt wird, axial gehalten.
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Die gesamt Klinge, bestehend aus Stahl kern und Schaftrohr, wird wie
bisher in einen Griff aus Kunststoff eingespritzt oder eingepreßt, oder in einen
Holzgriff eingepreßt. An das Schaftrohr angepreßte Flächen bzw. Auskragungen ergeben
eine axiale Sicherung, während die Verdrehsicherung durch die Profilierung des Führung
bzw. Schaftrohres gegeben ist.
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Der größte Außendurchmesser der Schaftrohre ist zwar größer als der
Schaftdurchmesser von Schraubendrehern herkömmlicher Ausführung, jedoch ist das
Eckmaß des Schraubendreherblattes bei Schraubendrehern der üblichen Ausführung ebenfalls
erheblich größer als der Schaftdurchmesser. Nur bei sogenannten Elektriker-Schraubendrehern
und Schraubendreherklingen gemäß DIN 5266 und bei den Größen kleiner als 6,5 mm
gemäß DIN 5264 sind Schaufel brei te und Schaftdurchmesser gleich.
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Der Nachteil des größeren Schaftrohr-Durchmessers bei Schraubendrehern
der erfindungsgemäßen Ausführung tritt also nur beschränkt auf im Vergleich zu herkömmlichen
Schraubendrehern und wird durch die vielen Vorteile der neuen Ausführung weit überwogen.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielhaft dargestellt.
Es zeigen Fig.1 die Ansicht eines Schraubendrehers für Schlitzschrauben Fig.2 den
Querschnitt durch die Klinge eines Schraubendrehers für Schlitzschrauben mit direkter
Führung durch das Schaftrohr Fig.3 den Querschnitt durch die Klinge in der Ausführung
mit Kuns tstoff-ummantel tem Stahl kern
Fig.4 die Ansicht eines
Schraubendrehers mit aufgesetzter Sechskanthülse Fig.5 den Querschnitt durch die
Klinge mit aufgesetzter Sechskanthülse Fig.6 den Querschnitt durch die Klinge mit
einem anders profilierten Schaftrohr Fig.7 die Ansicht eines Schraubendrehers für
Kreuzschl itzschrauben Fig.8 den Quersc hnitt durch die Klinge eines Schraubendrehers
für Kreuzschlitzschrauben mit Kunststoffummanteltem Stahl kern Fig.9 den Querschnitt
durch die Klinge in der Ausführung mit direkter Führung durch das Schaftrohr Fig.10
den Querschnitt durch die Klinge eines Schraubendrehers für Kreuzschlitzschrauben
mit Führung des Stahl kernes durch Profilleisten Fig.11 den Querschnitt durch die
Klinge eines Schraubendrehers für Schlitzschrauben mit Führung des Stahl kernes
durch Profilleisten Dabei ist 1 der Stahl kern, der in dem Schaftrohr 2 geführt
wird, mit dem freien Schneidenende la. Die an das Schaftrohr angepreßte Auskragung
3 ergibt die axiale Sicherung im Griff 4.
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Bei der Fig.3, Fig.6 und Fig.8 ist 5 der Kunststoffmantel um den Stahlkern
1, der durch das Schaftrohr 2 umschlossen ist.
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In Fig.4 und Fig.5 ist 6 die aufgesetzte Sechskanthülse mit dem Einschnitt
7, der sich beim Umspritzen mit der Kunststoffmasse füllt, so daß eine axiale Befestigung
der Hülse errreicht wird.
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In Fig.7 ist 10 die Kreuzspitze des Stahl kernes, der nach Fig.8 aus
den Flachprofilen 11 und 12 gebildet wird.
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In Fig.9 ist 2 ein Schaftrohr mit kreuzförmigem Profil, der das Kreuzprofil
13 direkt führt.
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In Fig. lo und Fig. 11 sind 14 die Profilleisten, die den Stahlkern
1 mit einem Kreuzprofil führen und mit ihm zusammen das Schaftrohr 2 ausfüllen.
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