DE9016560U1 - An einem Schraubendreher oder Schraubendrehereinsatz (Bit) vorgesehener Werkzeugendabschnitt - Google Patents

Description

An einem Schraubendreher oder Schraubendrehereinsatz (Bit) vorgesehener Werkzeugendabschnitt

Die Erfindung bezieht sich auf einen an einem Schraubendreher oder Schraubendrehereinsatz (Bit) vorgesehenen Werkzeugendabschnitt zum formschlüssigen Eingriff in den Kopf von Schrauben oder dergleichen, welcher am Stirnende ballig gestaltete Werkzeugendabschnitt auf seiner Mantelfläche in gleichmäßiger Winkelverteilung mit radial vorstehenden Rippen ausgerüstet ist, deren Rippenrükken auf einer mit Abstand von dem Stirnende liegenden Querschnittsebene radial einwärts liegende Richtungsknickstellen ausbilden.

Durch die US-PS 4 269 246 sind auf im Handel erhältliche sogenannte TORX -Schrauben abgestimmte Werkzeugendabschnitte an Schraubendrehern oder dergleichen mit solchen Richtungsabknickstellen bekannt. Die Rippenrücken nehmen dort innerhalb der Rippenlänge ab der Abknickstelle aber einen zum freien Ende des Werkzeugendabschnittes hin schwach konischen Verlauf, und zwar ausgehend von einer zylindrischen Mantelfläche. Etwa zwei Drittel der Rippenlänge entfällt auf den konischen Bereich. Die Konizität schafft in Bezug auf die zugehörige Ausnehmung im Kopf der Schraube eine gewisse Klemmwirkung. Der Übergang der Rippen in das Stirnende des Werkzeugendabschnittes ist als Fase realisiert, so daß ein im wesentlichen balliges Stirnende vorliegt. Die Stirnflächen der Rippen der Schrauben fallen einwärtsgerichet leicht ab. Das begünstigt den Steckeingriff.

Durch die EP-PS 0 235 183 ist es bekannt, dem Werkzeugendabschnitt im ganzen eine kugelförmige Gestalt zu geben. Dies bringt aufgrund des querschnittsreduzierten Ansatzes des Schraubendrehers zwar eine erhebliche Kipp-

Vnr: 177 857 20 467 Dr.R./P./Hö 19.11.1990

freiheit. Nachteilig ist jedoch, daß die Flanken der entsprechend kreisförmig gewölbten Rippen praktisch nur über mondsichelförmige bzw. kreisabschnittsförmige Flächen in Mitnahmeeingriff zu den Rippen der Schraube stehen. Es kommt also nicht eine volle Flanke zum Tragen, wie dies beispielsweise bei Werkzeugendabschnitten möglich ist, deren Mantelfläche zylindrisch bzw. nur schwach konisch verläuft. Außerdem erweist sich die Herstellung gewölbter Rippenstrukturen als schwieriger.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Werkzeugendabschnitt zu schaffen, bei dem ein Optimum erreicht wird zwischen leichter Herstellung, selbstzentrierender Einführung, maximaler Kippfreiheit und hohem, kraftübertragenden Eingriff zwischen in vollflächigem Eingriff zueinander stehenden Flanken.

Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.

Die Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen.

Zufolge solcher Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßer Werkzeugendabschnitt erhöhten Gebrauchswerts erzielt: Da die Grundstruktur der praktisch rein axialen Verrippung beibehalten wird, ist der entsprechend leichte Herstellungweg genutzt. Außerdem verbleibt durch die vollflächige Flankenanlage der werkzeug- und schraubenseitigen Rippen eine hochgradige Kraftaufnahme und die gewünschte selbstzentrierende Einführung in die passende Ausnehmung des Kopfes der Schraube, indem einfach so vorgegangen wird, daß der einen, auf der Mantelfläche liegenden Richtungsknickstelle eine zweite, ebenfalls auf der gleichen Mantelfläche liegende Richtungsknickstelle benachbart ist und beide durch den an tiefster Stelle

Vnr: 177 857 20 467 Dr.R./P./Hö 19.11.1990

mindestens auf die halbe Rippenhöhe reichenden Grund einer Kehle verbunden sind. Eine solche rotationssymmetrische Kehle nimmt dem Mitnahmeeingriff nicht nur den Klemmeffekt, sondern ermöglicht aufgrund der leichten, von den Kehlen gebildeten Einbuchtung, eine angemessen hohe Kippfreiheit, um vor allem solchen Praxisfällen zu begegnen, bei denen eine reine koaxiale Ausrichtung des Werkzeugendabschnittes zur Schraube erschwert oder nicht möglich ist. Bei dieser Kippverlagerung bleiben dennoch praktisch die vollen Flanken der Rippen in optimal kraftübertragender Anlage. Die Erfindung benutzt dabei die Erkenntnis, daß die Relationen zwischen dem lichten Spitzenabstand der Schraube und der Tiefe der von ihr gebildeten Ausnehmung angesichts der Normung stets in einem solchen Verhältnis stehen, daß man sie durch die Anordnung (Abstand von der Stirnfläche) und Breite der entsprechenden Kehle für die jeweilige Größe dieses Schraubendrehers kompensieren kann. Als Faustregel gilt hier, daß die Stirnfläche der Schraube etwa mit der Mittelebene der Kehle fluchtet. Da die Kehle nicht bis auf den Fußbereich der Rippen reicht, sondern nur die halbe Höhe wegnimmt, verbleiben selbst im Kehlenbereich noch nennenswerte nutzbare Flankenbereiche. Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, daß die Bodenfläche der Kehle in Achsrichtung gewölbt verläuft. Unter Berücksichtung des Drehens der Kehlen kann besagte Bodenfläche eine Querwölbung besitzen, wie auch die Mantelfläche. Neben dem Drehen besteht natürliche auch die Möglichkeit, die Kehlen zu fräsen, zu schlagen oder durch thermischen Abtrag zu erzeugen. In aller Regel erweist es sich als vorteilhaft, die Wölbung der Kehlen als Kreisbogenabschnitt zu bilden. Das vermeidet Kerbzonen und führt zu konvexen Übergangsbereichen. Weiter erweist es sich als günstig, daß die in Achsrichtung liegende Breite der Kehle etwa dem Abstand der unteren Kehlenkante

Vnr: 177 857 20 467 Dr.R./P./Hö 19.11.1990

vom Stirnende entspricht. In dieser Bemessung liegt die günstigste Abstimmung von kraftübertragendem Bereich zum die Kippfreiheit bringendem Bereich. Endlich bringt die Erfindung noch in Vorschlag, daß die Stirnenden der Rippen etwa dreieckförmige Leitflächen bilden, die durch geneigte Anordnung zur Längsmittelachse des Werkzeugendabschnittes, ausgehend von einer zentralen, etwa plan verlaufenden Stirnmittelfläche, die ballige Form des Werkzeugendabschnitts bilden. Das ist im hohen Maße der selbstzentrierenden Einführung dienlich und begünstigt mit die erzielte Kippfreiheit.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein mit dem erfindungsgemäßen Werkzeugendabschnitt bestückter Schraubendreher in Seitenansicht,

Fig. 2 die zugehörige Schraube, ebenfalls in Seitenansicht,

Fig. 3 Werkzeugendabschnitt und Schraube in steckverbundenem Zustand, und zwar in gegenüber Fig. 1 erheblich vergrößerter Wiedergabe,

Fig. 4 einen Teil-Querschnitt durch die Kehle dreier der sechs Rippen,

Fig. 5 den Werkzeugendabschnitt in perspektivischer Darstellung, und zwar aus der Froschperspektive und

Fig. 6 den Schraubenkopf in der Vogelperspektive. Vnr: 177 857 20 467 Dr.R./P./Hö 19.11.1990

An einem Schraubendreher 1 oder Schraubendrehereinsatz (Bit) befindet sich ein Werkzeugendabschnitt 2. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel schließt dieser an den Schaft 3 des Schraubendrehers 1 koaxial an.

Der Werkzeugendabschnitt 2 weist zum formschlüssigen Drehmitnahme-Eingriff in den Kopf 4 sechs gleichwinklig beabstandete, längsverlaufende Rippen 6 auf. Die zwischen den Rippen 6 liegenden, nutartigen Längsrinnen tragen das Bezugszeichen 7. Rippen 6 und Längsrinnen 7 lassen sich im Fräs-Teilungsverfahren erzeugen oder aber im wirtschaftlicheren Einzahn-Fräsverfahren. Der entsprechende Rohling des Werkzeugendabschnittes weist Zylinderform auf. Der geschlossene rein zylindrische Abschnitt trägt das Bezugszeichen 8. Der in diesem Bereich ansetzende Längsrinnenaus- oder -einlauf 9 führt zu einer zinnenartigen Durchdringungslinie 10, an deren unterer Kehre 11 der anfangs und auf nur ganz kurzer Länge leicht konische Abschnitt 12 der Rippen 6 ansetzt. Die Wellenamplitude entspricht etwa dem im Umlaufrichtung gemessenen Abstand der Rippen 6.

Der an sich schwach konisch oder gewölbt erstreckende Abschnitt 12 nach unten, d. h. in Richtung des Stirnendes 13 des Werkzeugendabschnittes 2 anschließende Abschnitt bildet den eigentlichen, gestreckten Rippenrükken R. Dieser ist auf ganzer Länge konvex quer gerundet, wie dies aus Fig. 4 hervorgeht. Die konvexe Querrundung geht über Rippenflanken 14 in den seinerseits quer konkav gerundeten Grund der Längsrinnen 7 über.

Die Rippenrücken R sämtlicher Rippen 6 liegen auf einer gemeinsamen zylindrischen Mantelfläche M (vgl. Fig. 4).

Vnr: 177 857 20 467 Dr.R./P./Hö 19.11.1990

Der gerade Erstreckungsverlauf der Rippenrücken R ist in ErStreckungsrichtung unterbrochen. Diese Unterbrechung liegt schaftseitig des Schraubendrehers 1 in axialem Abstand zum das freie Ende des Werkzeugendabschnittes 2 bildenden Stirnende 13, beginnend an einer ersten, schaftseitigen Richtungsknickstelle a und endend an einer zweiten, werkzeugspitzennaheren Richtungsknickstelle b.

Zwischen diesen beiden genannten Richtungsknickstellen a, b befindet sich eine Rippendepression, ausgeführt in Form einer Kehle 15. Letztere ist über zerspanende Bearbeitung erzielbar, beispielsweise durch entsprechendes Abdrehen oder besser Eindrehen des rotationssymmetrisch ausgebildeten Werkzeugendabschnitts 2 zwischen den Richtungsknickstellen a, b.

Von der diesbezüglichen Eindrehung ist nicht die ganze Rippenhöhe H betroffen, sondern, wie aus Fig. 4 ersichtlich, lediglich etwa die halbe Rippenhöhe.

Da die Kehle 15 sämtlicher Rippen 6, in Achsrichtung des Schaftes 3 gesehen, konkav gewölbt verläuft und die Wölbung einen Kreisbogenabschnitt bildet, ist die Rippe 6 nur an tiefster Stelle auf ihre halbe Höhe reduziert. Der beiderseits der mit E-E bezeichneten Querschnittsebene ansteigende Grund der Kehlen 15 führt in beiden Richtungen zu der aus Fig. 3 erkennbaren Flächenvergrößerung der Rippenflanken 14 bis schließlich auf das volle Maß.

Die aus dem dargestellten Profil der Rippen 6 und der quer dazu liegenden radial einwärts liegenden Ausräumung, sprich Kehle 15, sich ergebene Durchdringungsstruktur erscheint besonders deutlich in Fig. 5, und zwar rechts auf der zweiten, inneren Rippe 6. Es liegt prak-

Vnr: 177 857 20 467 Dr.R./P./Hö 19.11.1990

tisch eine elliptische Durchdringungslinie vor. Die allseitigen Übergänge sind stumpfwinklig, also kerbenfrei.

Die in Achsrichtung liegende Länge bzw. Breite &khgr; der Kehlen 15 entspricht etwa dem Abstand y der zweiten bzw. unteren Richtungskickstelle b vom Stirnende 13 bzw. dem schaftseitig davor endenen Rippenende 6'. Dabei entspricht &khgr; einem Drittel des Spitzendurchmessers bzw. dem Durchmesser der Mantelfläche M des Werkzeugendabschnitts 2.

Unter Berücksichtigung der einem Zahnradkörper vergleichbaren Rippenstruktur des Werkzeugendabschnitts 2 entstehen durch Fasung zwischen dem Rippenende 6' und dem im wesenlichten plan gestochenen Stirnende 13 an den Stirnenden der Rippen 6 etwa dreieckförmige Leitflächen 16, wie dies besonders deutlich aus Fig. 5 hervorgeht. Diese Leitflächen 16 nehmen eine geneigte Ausrichtung zur Längsmittelachse z-z des Werkzeugendabschnitts 2 ein. Hieraus resultiert ebenfalls eine wellenförmige Durchdringungslinie 17.

Der Neigungswinkel der zur Schraube 5 hin konvergierenden Leitflächen 16 liegt bei ca. 30°.

Statt der im wesentlichen plan verlaufenden Stirnmittelfläche des als Ganzes mit 13 bezeichneten Stirnendes kann diese Stirnmittelfläche auch dem aus Fig. 3 ersichtlichen konkaven Verlauf des Bodens 18 der passenden Ausnehmung 19 im Kopf 4 der Schraube 5 entsprechen. Dies würde dann insgesamt zu einem kalottenförmigen Stirnende 13 führen. Dies und die aus Fig. 6 ersichtliche Neigungsfläche 20 der Stirnenden der dortigen Rippen 21 begünsti-

Vnr: 177 857 20 467 Dr.R./P./Hö 19.11.1990

gen das selbstzentrierende Einführung des Werkzeugendabschnitts 2 in den Kopf 4 der Schraube 5.

In eingeführtem Zustand ergibt sich die gewünschte Kippfreiheit aufgrund der etwa auf Höhe der Stirnfläche 22 des Kopfes 4 liegenden, hinter die Mantelfläche M zurückgehenden Einschnürung der Rippen 6 durch die dort realisierten Kehlen 15. Der einsteckende Teil des Werkzeugendabschnittes 2 steht in vollflächigem Flankenangriff der Rippenflanken 14 zu den korrespondierenden Flanken 23 der Rippen 21 der Schraube 5, wobei die in der Nähe der Kehle 15 liegenden Ausläufer der Flanke ebenfalls noch mittragen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein. Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen.

Vnr: 177 857 20 467 Dr.R./P./Hö 19.11.1990

Claims (6)

ANSPRUCHE

1. An einem Schraubendreher (1) oder Schraubendrehereinsatz (Bit) vorgesehener Werkzeugendabschnitt (2) zum formschlüssigen Eingriff in den Kopf (4) von Schrauben (5) oder dergleichen, welcher am Stirnende (13) ballig gestaltete Werkzeugendabschnitt (2) auf seiner Mantelfläche (M) in gleichmäßiger Winkelverteilung mit radial vorstehenden Rippen (6) ausgerüstet ist, deren Rippenrükken (R) auf einer mit Abstand von dem Stirnende (13) liegenden Querschnittsebene (E-E) radial einwärts liegende Richtungsknickstellen (a) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß der einen, auf der Mantelfläche (M) der Rippen (6) liegenden Richtungsknickstelle (a) eine zweite, ebenfalls auf der Mantelfläche (M) liegenden Richtungsknickstelle (b) benachbart ist und beide durch den an tiefster Stelle bis etwa auf die halbe Rippenhöhe (H) reichenden Grund einer Kehle (15) verbunden sind.

2. Werkzeugendabschnitt, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kehle (15) eingedreht ist.

3. Werkzeugendabschnitt, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche der Kehle (15) in Achsrichtung gewölbt verläuft.

4. Werkzeugendabschnitt, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung einen Kreisbogenabschnitt bildet.

5. Werkzeugendabschnitt, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-

Vnr: 177 857 20 467 Dr.R./P./Hö 19.11.1990

zeichnet, daß die in Achsrichtung liegende Länge bzw. Breite (x) der Kehle (15) etwa dem Abstand (y) der unteren Richtungsknickstelle (b) vom Stirnende (13) entspricht .

6. Werkzeugendabschnitt, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnenden der Rippen (6) etwa dreieckförmige Leitflächen (16) bilden, die durch geneigte Anordnung zur Längsmittelachse (z-z) des Werkzeugendabschnittes (2), ausgehend von einer zentralen, etwa plan verlaufenden Stirnmittelfläche, die ballige Form des Werkzeugendabschnitts (2) bilden.

Vnr: 177 857 20 467 Dr.R./P./Hö 19.11.1990