DE4339991C2 - Schraubendrehereinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schraubendreherein­ satz, der an seinem einen Ende einen mit einer Schraube in Eingriff bringbaren Abtriebsbereich und an seinem anderen Ende einen einer Antriebs-/ Handhabungseinrichtung zuordenbaren Antriebsbereich aufweist, und der einen zwischen diesen Enden liegenden, eine tordierbare Zone aufweisenden Zwi­ schenabschnitt besitzt, wobei die tordierbare Zone mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete, axial verlaufende Nuten aufweist.

Schraubendrehereinsätze der eingangs genannten Art werden in Verbindung mit einer Antriebseinrichtung verwendet. Bei dieser Antriebseinrichtung kann es sich um eine Maschineneinrichtung oder aber auch um ein Griffstück für eine manuelle Betätigung han­ deln. Der Schraubendrehereinsatz wird dazu mit sei­ nem Antriebsbereich in eine geeignete Aufnahme der Antriebseinrichtung eingesteckt. Die Schraubendre­ hereinsätze der hier angesprochenen Art zeichnen sich durch eine tordierbare Zone aus, die dazu dient, bei der Verwendung auftretende Drehmoment­ spitzen elastisch federnd abzufangen. Bei einem plötzlichen Anstieg des Antriebsmoments und/oder bei einem mehr oder weniger abrupten Abbremsen einer einzudrehenden Schraube werden auftretende Drehmomentspitzen durch eine entsprechend starke Torsion der tordierbaren Zone abgefangen, so daß einerseits Beschädigungen der Schraube vermieden werden und andererseits auch keine Schäden im Abtriebsbereich und dergleichen auftreten.

Schraubendrehereinsätze der vorstehenden Art gehen aus der nachveröffentlichten DE 43 03 891 A1 hervor. Ihre jeweilige tordierbare Zone ist im Bereich eines Zwischenabschnitts ausgebildet und wird dadurch erzeugt, daß dort eine Querschnittsreduktion in Form von vorzugsweise mehreren, über den Umfang verteilt angeordneten Nuten vorliegt. Es hat sich aber gezeigt, daß bei häufigen Lastwechseln und insbesondere bei Dauereinsatz die Eigenschaften der tordierbaren Zone im Laufe der Lebensdauer sich nachteilig verändern, weil auftretende Überlastungsstöße die Materialeigenschaften des Schraubendrehereinsatzes verändern. Weiterhin sind aus der DE 92 02 273 U1 Schraubendrehereinsätze bekannt, die über ihre gesamte Länge verlaufende Rippens und Nuten, jedoch keine tordierbare Zone aufweisen. Aus der DE 39 07 567 A1 und aus "Der Wera-Schraubwerkzeugkatalog", 3/89, gehen Schraubwerkzeugeinsätze mit tordierbaren Zonen hervor, die eine gleichbleibende, nicht profilierte Querschnittsfläche aufweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schraubendrehereinsatz der eingangs genannten Art zu schaffen, der gleichbleibende Eigenschaften über seine Lebensdauer beibehält und auch bei ex­ tremem Einsatz, zu keinerlei, Problemen führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nuten im Bereich der tordierbaren Zone je­ weils ein in axialer Richtung im wesentlichen in den Abmessungen und in der Formgebung gleichblei­ bendes Nutprofil aufweisen.

Dieses über die Länge gleichbleibende Nutprofil führt dazu, daß der ge­ samte Torsionsbereich einer gleichmäßigen Belastung über die Nutlänge unterliegt. Hierdurch werden in Teilabschnitten auftretende Lastspitzen - wie sie beim Stand der Technik auftreten - vermieden, denn die gleichmäßige Querschnittsformgebung, die aufgrund der gleichbleibenden Nutprofile erzielt ist, führt zu einer gleichmäßigen Belastung aller Bereiche, wodurch Versprödungserscheinungen oder plastische Verformungen vermieden werden. Eine lange Lebens­ dauer ist somit garantiert und unzulässige Dreh­ momentspitzen, die eine Zerstörung der Schraube oder der Antriebseinrichtung mit sich bringen kön­ nen, werden weitestgehend vermieden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß sich die tordierbare Zone über eine Teil­ länge, die gesamte Länge oder fast über die gesamte Länge des Zwischenabschnitts er­ streckt. In Abhängigkeit von der Länge der tordier­ baren Zone kann die Torsionseigenschaft des Schrau­ bendrehereinsatzes bei der Herstellung bestimmt werden. Auch die Form und Größe der über die Längserstreckung gleichbleibenden Nuten bestimmen bei der Herstellung darüber, wie das spätere Be­ triebsverhalten des Schraubendrehereinsatzes ist. Dabei ist jedoch erfindungsgemäß stets sicherge­ stellt, daß es sich um Nuten mit gleichbleibendem Nutprofil handelt, wodurch eine gleichmäßige Bela­ stung der tordierbaren Zone erzielt wird. Er­ strecken sich die Nuten fast über die gesamte Länge des Zwischenabschnittes, so dient dieser in seiner gesamten Größe der Aufnahme von Drehmomentbelas­ tungen, wobei bei relativ langer tordierbarer Zone die spezifische Belastung pro Teillänge relativ gering wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß zwischen benachbarten Nuten jeweils eine in axialer Richtung verlaufende Rippe ausgebildet ist.

Jede Rippe weist im Bereich der tordierbaren Zone vorzugsweise ein in axialer Richtung im wesentli­ chen in Abmessung und Formgebung gleichbleibendes Rippenprofil auf. Somit wird nicht nur aufgrund des über die Länge gleichbleibenden Nutprofils eine Vergleichmäßigung der tordierbaren Zone erzielt, sondern auch der Rippenbereich trägt zu einer Ver­ gleichmäßigung bei, indem er in den Abmessungen und in der Formgebung bei jeder Rippe ein gleichblei­ bendes Rippenprofil besitzt.

Insgesamt ergibt sich somit, daß das Quer­ schnittsprofil der tordierbaren Zone über ihre Länge im wesentlichen konstant ist.

Nach einer speziellen Ausführungsform ist vorgese­ hen, daß zwischen der tordierbaren Zone und dem An­ triebsbereich ein im wesentlichen zylindrischer Be­ reich angeordnet ist. Mithin erstreckt sich - vom Abtriebsbereich ausgehend - über die Länge des Schraubendrehereinsatzes zunächst der Torsionsbe­ reich, der dann in den zylindrischen Bereich über­ geht, welcher - insbesondere unter Ausbildung einer radialen Stufe - in den Antriebsbereich mündet.

Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß kein zy­ lindrischer Bereich vorgesehen ist, das heißt, die tordierbare Zone geht unmittelbar in den Antriebsbe­ reich über.

Vorzugsweise wird zumindest die tordierbare Zone und der Abtriebsbereich des Schraubendrehereinsatzes durch Kalt- oder Warmverformung hergestellt.

Der Abtriebsbereich ist zum Eingriff in Kreuz­ schlitzschrauben oder dergleichen mit Eingriffsrip­ pen aufweisenden Profilierung versehen. Selbstver­ ständlich ist der erfindungsgemäße Schraubendre­ hereinsatz nicht nur für die Beaufschlagung von Kreuzschlitzschrauben geeignet, sondern kann auch für andere Zwecke verwendet werden, um auf ent­ sprechende Bauteile Drehmomente zu übertragen. Je nach zu beaufschlagendem Bauteil wird eine ent­ sprechende Ausformung des Abtriebsbereichs erfol­ gen.

Die Profilierung weist zwischen benachbarten Ein­ griffsrippen liegende Abtriebsnuten auf. Diese Ab­ triebsnuten des Abtriebsbereichs unterscheiden sich von den Nuten des Zwischenabschnitts. Vorzugsweise verlaufen die Abtriebsnuten - von dem einen Ende des Schraubendrehereinsatzes ausgehend - bis etwa zum Zwischenabschnitt. Sie verlaufen vorzugsweise - von dem genannten Ende des Schraubendrehereinsatzes ausgehend - in axialer Richtung derart geneigt zur Längsmittelachse des Schraubendrehereinsatzes, daß der Nutgrund jeder Nut in Richtung auf den Zwi­ schenabschnitt ansteigt. In Abhängigkeit der Aus­ bildung, insbesondere der Tiefe der in der tordier­ baren Zone verlaufenden Nuten gehen diese in die vorstehend erwähnten Abtriebsnuten über oder es ist jeweils ein Übergangsbereich zwischen den Nuten und den Abtriebsnuten ausgebildet. Dieser Übergangsbe­ reich weist ein anderes Profil als die Abtriebsnu­ ten beziehungsweise die Nuten des Zwischenab­ schnitts auf.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung an­ hand von Ausführungsbeispielen und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen Schrauben­ drehereinsatz,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf einen Schrauben­ drehereinsatz nach einem anderen Ausfüh­ rungsbeispiel,

Fig. 3 eine Stirnansicht, auf den Schraubendre­ hereinsatz der Fig. 2,

Fig. 4 bis 6, weitere Stirnansichten auf Schraubendrehereinsätze nach verschie­ denen Ausführungsbeispielen.

Die Fig. 1 zeigt einen Schraubendrehereinsatz 1, der an seinem einen Ende 2 einen mit einer nicht dargestellten Schraube in Eingriff bringbaren Ab­ triebsbereich 3 und an seinem anderen Ende 4 einen einer nicht dargestellten Antriebs-/Handhabungs­ einrichtung zuordenbaren Antriebsbereich 5 auf­ weist. Zwischen dem Abtriebsbereich 3 und dem An­ triebsbereich 5 ist ein Zwischenabschnitt 6 aus­ gebildet, der eine tordierbare Zone 7 aufweist.

Der Antriebsbereich 5 ist als Mehrkant 8 ausgebil­ det. Es ist - nach einem anderen Ausführungsbei­ spiel - jedoch auch möglich, daß ein zylindrischer Antriebsbereich oder ein Antriebsbereich von einer anderen Kontur vorgesehen ist. Der Abtriebsbereich 3 weist zum Eingriff in eine Kreuzschlitz-Schraube eine mit Eingriffsrippen 9 versehene Profilierung 10 auf. Zwischen benachbarten Eingriffsrippen 9 liegt jeweils eine Abtriebsnut 11, die sich - ausge­ hend von dem einen Ende 2 des Schraubendreherein­ satz 1 - bis etwa zum Zwischenabschnitt 6 erstreckt. Vom Ende 2 aus gesehen verlaufen die Abtriebsnuten 11 derart zur Längsmittelachse des Schraubendreher­ einsatzes 1 geneigt, daß der Nutgrund 12 jeder Ab­ triebsnut 11 in Richtung auf den Zwischenabschnitt 6 ansteigt, das heißt, sich in radialer Richtung weiter von der Längsmittelachse entfernt.

Der Zwischenabschnitt 6 weist die bereits erwähnte tordierbare Zone 7 auf. An die tordierbare Zone 7 schließt sich ein zylindrischer Bereich 13 an, der unter Ausbildung einer radialen Stufe 14 in den Mehrkant 8 des Antriebsbereich 5 übergeht. Nach ei­ nem anderen, nicht dargestellten Ausführungsbei­ spiel kann jedoch auch vorgesehen sein, daß kein zylindrischer Bereich vorgesehen ist, das heißt, die tordierbare Zone reicht bis zur radialen Stufe.

Die tordierbare Zone 7 erhält ihre Torsionseigen­ schaft durch die Ausbildung eines speziellen Quer­ schnittsprofils, das über die axiale Länge der tor­ dierbaren Zone 7 im wesentlichen konstant ist. Das erwähnte Querschnittsprofil wird einerseits von mehreren, gleichmäßig über den Umfang verteilt an­ geordneten Nuten 15 und dazwischenliegenden Rippen 16 bestimmt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier zueinander um 90° versetzte Rippen 16 und vier dazwischenliegende Nuten 15 vorgesehen. Die Besonderheit ist, daß sich das Nutprofil über die Länge der tordierbaren Zone 7 im wesentlichen in den Abmessungen und in der Formgebung nicht verän­ dert. Das gleiche gilt vorzugsweise für die Profi­ lierung und die Größenverhältnisse der Rippen 16.

Unter Ausbildung einer Schrägfläche 17, die ein mondsichelförmigen Grundriß aufweist, geht jede Nut 15 in den zylindrischen Bereich 13 über. Die Rippen 16 überragen radial den zylindrischen Bereich 13, das heißt, im Bereich der Rippen 16 ist der Durch­ messer größer als der Durchmesser im zylindrischen Bereich 13 ausgebildet.

Im Übergangsbereich zwischen dem Zwischenabschnitt 6 und dem Abtriebsbereich 3 vergrößert sich die Höhe der Rippen 16, so daß ein konvex gebogenes Profil 18 entsteht, das in die Profilierung 10 übergeht. Die der tordierbaren Zone 7 zugewandten Enden 19 der Abtriebsnuten 11 gehen in die Nuten 15 der tordierbaren Zone 7 über. Im Abtriebsbereich 3 verjüngt sich - von der tordierbaren Zone 7 in Rich­ tung auf das Ende 2 gesehen - das Profil jeder Rippe 16, das heißt, das im Bereich der tordierbaren Zone 7 gleichbleibende Profil verjüngt sich in Richtung auf das Ende 2 des Schraubendrehereinsatzes 1 (dies ist insbesondere bei der in Fig. 1 mittig liegen­ den Rippe 16 zu erkennen).

Die Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schraubendrehereinsatzes 1, der sich von dem Schraubendrehereinsatz 1 der Fig. 2 nur geringfü­ gig unterscheidet. Es soll daher nachstehend nur auf die Unterschiede eingegangen werden. Die Unter­ schiede bestehen darin, daß der zylindrische Be­ reich 13 relativ kurz ausgebildet ist, das heißt, der Zwischenabschnitt 6 wird im wesentlichen durch die tordierbare Zone 7, weniger jedoch durch den zylindrischen Abschnitt 13 bestimmt. Der Antriebs­ bereich 5 weist am Mehrkant 8 Einkerbungen 20 auf, die der Befestigung in einer Aufnahme einer An­ triebs-/oder Handhabungseinrichtung dienen.

Die Fig. 3 zeigt eine Stirnansicht auf den Schrau­ bendrehereinsatz der Fig. 1. Die Fig. 4 bis 6 zeigen weitere Stirnansichten von Schraubendreher­ einsätzen nach anderen Ausführungsbeispielen. Die Ausführungsbeispiele der Fig. 3 bis 6 unter­ scheiden sich in der Profilausbildung der Nuten 15 sowie der Rippen 16. Die Nuten 15 und die Rippen 16 werden vorzugsweise entweder durch Kalt- oder durch Warmverformung hergestellt. Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Nuten 15 sehr weit und tief ausgeprägt sind, das heißt, sie erstrecken sich im Querschnitt mit konkaver Kontur vollstän­ dig zwischen den Rippen 16.

Im Ausführungsbeispiel 4 hingegen ist die Nuttiefe der Nuten 15 kleiner gewählt; auch die Nutqueraus­ dehnung ist geringer, so daß aufgrund der Verfor­ mung beim Herstellungsprozeß konvexe Bereiche 21 im Bereich der Rippen 16 bestehen bleiben. Ferner ist erkennbar, daß die Abtriebsnuten 11 nicht direkt in die Nuten 15 übergehen, sondern daß zwischen diesen Teilen jeweils ein Übergangsbereich 22 ausgebildet ist.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind die Nuten 15 noch kleiner als im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ausgebildet. Die Fig. 6 zeigt ein Ausfüh­ rungsbeispiel, bei dem eine noch geringere Nuttiefe der Nuten 15 als beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 vorliegt. Je nach Profilierung der Nuten 15 und/oder der Rippen 16 wird der jeweilige Schrau­ bendrehereinsatz 1 im Bereich der tordierbaren Zone 7 entsprechende Eigenschaften aufweisen. Je tiefer die Nuten 15 ausgebildet sind, um so weicher wird das Verhalten. Die Länge der Nuten 15, das heißt, ihre axiale Erstreckung am Zwischenabschnitt 6 be­ stimmt ebenfalls die Eigenschaften des Schrauben­ drehereinsatzes 1. Je nach Ausgestaltung und Form­ gebung lassen sich die gewünschten Eigenschaften in bezug auf Torsion und Absorption von Drehmoment­ spitzen einstellen.

Stets ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Tor­ sionsbereich ein sich in axialer Richtung erstrek­ kendes gleichmäßiges Profil sowohl im Hinblick auf die Nuten als vorzugsweise auch im Hinblick auf die Rippen aufweist, so daß eine gleichmäßige Materi­ albelastung über diesen Bereich auftritt.

Claims (13)

1. Schraubendrehereinsatz, der an seinem einen Ende einen mit einer Schraube in Eingriff bringba­ ren Abtriebsbereich und an seinem anderen Ende einen einer Antriebs-/Handhabungseinrichtung zuor­ denbaren Antriebsbereich aufweist, und der einen zwischen diesen Enden liegenden, eine tordierbare Zone aufweisenden Zwischenabschnitt besitzt, wobei die tordierbare Zone mehrere über den Umfang ver­ teilt angeordnete, axial verlaufende Nuten auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (15) im Bereich der tordierbaren Zone (7) jeweils ein in axialer Richtung im wesentlichen in den Abmessungen und in der Formgebung gleichbleibendes Nutprofil aufweist.

2. Schraubendrehereinsatz nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß sich die tordierbare Zone (7) über eine Teillänge, die gesamte Länge oder fast über die gesamte Länge des Zwi­ schenabschnitts (6) erstreckt.

3. Schraubendrehereinsatz nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Nuten (15) jeweils eine in axialer Richtung verlaufende Rippe (16) ausgebildet ist.

4. Schraubendrehereinsatz nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (16) im Bereich der tordierbaren Zone (7) ein in axialer Richtung im wesentlichen in den Abmessungen und in der Formgebung gleichbleibendes Rippenprofil aufweist.

5. Schraubendrehereinsatz nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil der tordier­ baren Zone (7) über ihre Länge im wesentlichen kon­ stant ist.

6. Schraubendrehereinsatz nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der tordierbaren Zone (7) und dem Antriebsbereich (5) ein im wesentlichen zy­ lindrischer Bereich (13) angeordnet ist.

7. Schraubendrehereinsatz nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die tor­ dierbare Zone (7) unmittelbar in den Antriebsbereich (5) übergeht.

8. Schraubendrehereinsatz nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest die tordierbare Zone (7) durch Kalt- oder Warmverformung hergestellt ist.

9. Schraubendrehereinsatz nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtriebsbereich (3) zum Eingriff in Kreuzschlitz­ schrauben oder dergleichen mit einer Eingriffsrip­ pen (9) umfassenden Profilierung (10) versehen ist.

10. Schraubendrehereinsatz nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (10) zwischen benachbarten Eingriffs­ rippen (9) liegende Abtriebsnuten (11) aufweist.

11. Schraubendrehereinsatz nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsnuten (11) - von dem einen Ende (2) des Schraubendrehereinsatzes (1) ausgehend - bis etwa zum Zwischenabschnitt (6) verlaufen.

12. Schraubendrehereinsatz nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsnuten (11) - von dem einen Ende (2) des Schraubendrehereinsatzes (1) ausgehend - in axialer Richtung derart geneigt zur Längsmittelachse des Schraubendrehereinsatzes (1) verlaufen, daß der Nutgrund (12) jeder Abtriebsnut (11) in Richtung auf den Zwischenabschnitt (6) ansteigt.

13. Schraubendrehereinsatz nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit der Tiefe der in der tordierbaren Zone (7) verlaufenden Nuten (15) diese in die Abtriebsnu­ ten (11) übergehen oder daß jeweils ein Übergangs­ bereich (22) zwischen den Nuten (15) und den Ab­ triebsnuten (11) ausgebildet ist.