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Schraubenkopf
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schraubenkopf zum Übertragen
großer Drehmomente vom Werkzeug auf das Schraubengewinde.
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Zur Einleitung der Drehbewegungen sind die Köpfe von Schrauben so
ausgebildet, daß eine formschlüssige Verbindung mit dem anzusetzenden Werkzeug zum
Anziehen oder Lösen der Schrauben hergestellt werden kann. Die weitaus überwiegende
Anzahl aller Schrauben ist mit sechseckigen Köpfen versehen. Sie werden allgemein
als Sechskantschrauben bezeichnet. Bekannt sind jedoch auch für besondere Einsatzfälle
vier- und dreiecke Schraubenk;pfe.Die formschlüssige Verbindung kann sowohl mit
einem den Kopf von außen umgreifenden Werkzeug als auch mit einem Werkzeug durchgeführt
werden, daß in eine entspreclfrlde vieleckige konzentrische Ausnehmung des Schraubenkopfes
greift. Der Ansatz eines innen geführten Werkzeugs ist häufig aus Platzgründen erforderlich.
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Um ein Einschraubwerkzeug zwecken zu können, müssen deren Abmessungen
von den Schraubkopfabmessungen abweichen. Ideal wäre eine genaue Anlage der miteinander
in
Formschluß stehenden Teile. Aus Fertigungsgründen sind jedoch mehr oder weniger
große Toleranzen vorgesehen. Dies führt oftmals dazu, daß zwischen den Kraftangriffsflächen
von Schraubenkopf und Einschraubwerkzeug verhältnismäßig große Spiele entstehen,
die zu einem Verkanten des Werkzeugs am Schraubenkopf führen. Hierdurch werden die
Ecken des Schraubenkopfes besonders hoch beansprucht, so daß es zu plastischen Verformungen
der Schraubenkopfecken kommt, da im allgemeinen das Werkzeug einen höheren Härtegrad
aufweist als das Schraubenmaterial. Die Ecken der Schraubenköpfe werden auf diese
Weise gebrochen, so daß keine großen Drehmomente mehr übertragen werden können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen vieleckigen
Schraubenkopf, insbesondere zur Übertragung großer Drehmomente so zu gestalten,
daß Beschädigungen der Schraubenkopfecken durch die anzusetzenden Einschraubwerkzeuge
ausgeschlossen werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch gewölbte, die Schraubenlängsachse
exzentrisch umgebende Kraftangriffsflächen am Schraubenkopf für die anzusetzenden
Einschraubwerkzeuge auf.
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Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Schraubenkopfes werden schädliche
Kantenpressungen vermieden, da das Einschraubwerkzeug gleichmäßig an den gewölbten
Kraftangriffsflächen des Schraubenkopfes angreift und dadurch die Kanten schont.
Selbst ein nicht genau passendes Werkzeug ist nicht in der Lage, die Ecken, d. h.
die Schnittkanten der Kraftangriffsflächen des Schraubenkopfes zu beschädigen. Die
Richtung der angreifenden
Kräfte weist in das Material der Wandung
des Schraubenkopfes; die Schnittkanten der Kraftangriffsflächen werden nicht belastet.
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Besonders vorteilhaft ist die Gestaltung eines Schraubenkopfes mit
drei Kraftangriffsflächen und zwar sowohl mit außenliegenden wie duch mit innenliegenden,in
den Schraubenkopf eingelassenen Angriffsflåch<n. Ferner ist eine Kombination
von äußeren mit inneren Krdftdngriffsflächen möglich. Von besonderem Vorteil ist
ferner die Gestaltung der gewölbten Kraftangriffsflächen in Form von Kreisbögen,
so daß deren Radius die Wölbung und damit die kraftübertragenden Berührungspunkte
zwischen den Kraftangriffsflächen und den Einschraubwerkzeugen hinsichtlich ihrer
Lage zu den Schnittkanten mit genügender Genauigkeit bestimmen Slnrll)ie <r;immungsmittelpunkte
der kreisbogenförmigen Kraftdngriffsflächen liegen auf einem zur Schraubenlängsachse
konzentrischen Kreis, dessen Radius etwa dem halben Abstand einer Schnittkante zweier
Kraftangriffsflächen von der Schraubenlängsachse en'spricht.
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Insbesondere bei einem solchen Schraubenkopf ist mit hinreichender
Sicherheit ddfür gesorgt, daß die Schnittkanten, d. h. die Ecken des Schraubenkopfes
vom Einschraubwerkzeug unbelastet bleiben.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt und nachstehend erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 die Draufsicht auf einen dreieckigen Schraubenkopf
mit Kraftangriffsflächen, deren Radius größer ist als der halbe Abstand einer Ecke
von der Schraubenlängsachse, Figur 2 die Draufsicht auf einen Schraubenkopf mit
Kraftangriffsflächen, deren Radius gleich dem halben Abstand einer Ecke von der
Schraubenlängsachse ist, Figur 3 einen Schraubenkopf mit einer zentralen dreieckigen
Aussparung zur Aufnahme eines Einschraubwerkzeugs, Figur 4 einen Schraubenkopf mit
sowohl außenliegenden als auch innenliegenden Kraftangriffsflächen, ,Figur 5 einen
Schraubenkopf mit außenliegenden Kraftangriffsflächen und einem aufgesetzten Einschraubwerkzeug,
Figur 6 einen Schraubenkopf mit innenliegenden Kraftangriffsflächen und einem eingesetzten
entsprechend gestalteten Schraubwerkzeug, Figur 7 einen Schraubkopf mit außen- und
innenliegenden Kraftangriffsflächen
sowie ein entsprechend gestdltetes
Einschraubwerkzeug im Querschnitt und Figur 8 die schaubildliche Darstellung einer
Schraube mit einem Kopf gemäß den Figuren 4 und 7.
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Die Schraubenköpfe gemäß der Figuren 1 und 2 sind mit außenliegenden
Kraftdngriffsflächen 1 und 2 ausgeführt.
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Die Kraftangriffsflächen sind jeweils Kreisbögen, deren Schnittkanten
die Ecken 4 eines in einem Kreis 3 eingeschriebenen Dreiecks bilden.
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Bei dem Schraubenkopf gemäß Figur 1 ist der Radius 5 einer kreisförmigen
Kraftangriffsfläche größer als der halbe Abstand zwischen der Schraubenlängsachse
6 und einer Ecke 4. In dem gezeigten Beispiel gemäß Figur 1 liegt der Mittelpunkt
des Kreisbogens einer Kraftangriffsfläche auf dem umschreibenden Kreis 3.
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Gemäß Figur 2 ist der Radius der Kraftangriffsflächen 2 kleiner als
der der Ausführung nach Figur 1. Die Mittelpunkte der kreisbogenförmigen Angriffsflächen
liegen auf einem konzentrischen Kreis 7, deren Radius etwa dem halben Abstdr(l b
einer Ecke 4 zur Schraubenlängsachse 6 ist. Dadurch wird sichergestellt, daß selbst
beim Einsatz enes Schlüssels mit größerer Toleranz die Ecken nicht übermäßig belastet
werden.
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Die Figur 3 zeigt einen Schraubenkopf 9 mit innenliegenden Kraftangriffsflächen
10. Dadurch wird eine Aussparung gebildet, in welche ein entsprechend geformtes
Einschraubwerkzeug gesteckt werden kann.
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Figur 4 zeigt eine Kombination zwischen den Ausführungen nach den
Figuren 2 und 3. Dieser Schraubenkopf ist also mit außenliegenden Kraftangriffsflächen
2 und innenliegenden Kraftangriffsflächen 10 ausgeführt. Diese Ausführungsform ist
noch einmal schaubildlich in Figur 8 dargestellt.
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Die Schraubenköpfe mit äußeren Kraftangriffsflächen 2 können mit Hilfe
eines Einschraubwerkzeugs 11 gemäß Figur 5 angezogen bzw. gelöst werden. In dem
gezeigten Beispiel ist dieses Werkzeug in Art eines Ringschlüssels ausgebildet.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit,einen Schlüssel in besonderer Weise gabelförmig
zu gestalten,so daß die Schraubenköpfe in der üblichen Weise von der Seite her erfaßt
werden können.
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Ein Schraubenkopf gemäß der Ausführung Figur 6 mit äußeren und inneren
Kraftangriffsflächen kann auch mit Hilfe eines Einschraubwerkzeugs betätigt werden,
das in Art eines Einsteckschlüssels 12 in die Mittenöffnung gesteckt wird. Ferner
ist eine Kombination zwischen den Werkzeugformen der Figuren 5 und 6 denkbar, wie
beispielsweise Figur 7 zeigt. Dieses Werkzeug ist mit 13 bezeichnet und weist zwei
Doppelkränze auf, die sowohl die außen- als auch die innenliegenden Angriffsflächen
erfassen.
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Für die Praxis ergeben sich weitere große Vorteile.
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So wird der Unterschied zwischen dem Anzugs- und dem Brechmoment einer
Schraube bedeutungslos. Dies trifft sogar für Schrauben zu, die in ihrem Sitz festgerostet
sind.
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Eine Differenzierung zwischen einem von außen ansetzbaren und einem
innen geführten Werkzeug ist nicht notwendig,da bei Kombinationsschrauben wahlweise
Außen- oder Innenschlüssel gewählt werden können.
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Der Schraubenkopf ist im Verhältnis zum Gewinde klein gehalten, so
daß eine Platz-, Material- und Gewichtsersparnis erzielt wird. Der Einsatz besonderer
Ausziehwerkzeuge bei beschädigten oder verrosteten Schrauben entfällt. Durch den
exakten Formschluß können die Anzugs- und Brechmomente genau bestimmt werden. Bei
entsprechender Gestaltung des Schraubenkopfes kann auch bei schrägen Bohrungen durch
eine Dreipunktauflage des Schraubenkopfes ein besserer Sitz erreicht werden.
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Die langen Seitenflächen sichern den Schraubenkopf außerordentlich
gut gegen Verdrehungen. Es ergibt sich eine gute Mittenzentrierung auch bei Schlitzschrauben
für automatische Anzugshilfsmittel.
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- Patentansprüche -
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