DE966464C - Schraube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schrauben und die zum Ein- und Ausschrauben derselben benötigten Schraubenzieher, und zwar solche Schrauben, in deren Kopf eine axiale Vertiefung oder Einsenkung angebracht ist, die aus einem mittleren Teil mit nach einem konkaven Boden hin konvergierenden Rippenwänden und aus vier von dem mittleren Teil kreuzartig symmetrisch ausstrahlenden Nuten besteht, wobei die Seitenwände der Nuten nach dem Rand des Schraubenkopfes und nach der Schraubenspitze hin konvergieren und eine gegen den konkaven Boden hin geneigte Bodenfläche aufweisen.

Obwohl sich diese bekannten Sonderschrauben und die bei ihnen verwendeten Schraubenzieher in ihrer bisherigen Ausführung praktisch als sehr brauchbar erwiesen haben, besaßen diese Schrauben und Schraubenzieher gewisse Nachteile, welche gemäß der Erfindung durch Vornahme gewisser Änderungen in der Einsenkung des Schraubenkopfes bzw. in der Form mit dieser Einsenkung zusammenarbeitenden Schraubenzieherschneide vermieden werden.

Ein wesentlicher Nachteil der bisher bekannten Schrauben dieser Art bestand darin, daß beim Einziehen der Schraube der Schraubenzieher bereits bei Anwendung eines verhältnismäßig geringen Drehmoments durch die zwischen den Schraubenzieherflügeln und den mit diesen im Eingriff befindlichen Flächen der Schraubenkopfeinsenkung entstehende Reaktionskraft aus der Einsenkung herausgehoben wird. Dies hatte zur Folge, daß der Schraubenzieher häufig schon dann aus dem Kreuzschlitz herausgehoben wurde, wenn die Schraube noch nicht fest genug eingeschraubt war. Besonders

nachteilig wirkte sich dieses zu frühzeitige Ausheben oder Auswerfen des Schraubenziehers bei kraftgetriebenen Schraubenziehern aus, die heute in der Fertigung allgemein Verwendung' finden. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher vor allem darin, die Einsenkung des Schraubenkopfes so auszubilden, daß beim Einziehen der Schrauben durch einen hand- oder kraftgetriebenen Schraubenzieher ein vorzeitiges Auswerfen des Schraubenziehers verhütet wird, so daß zum Festziehen der neuen Schrauben ein. größeres Drehmoment aufgewendet werden kann als bei Kreuzschlitzschrauben bereits bekannter Bauarten. Dabei sind die an der Einsenkung im Schraubenkopf vorgenommenen Änderungen solcher Art, daß die Einsenkung, wie dies bei den bereits bekannten Sonderschrauben der Fall war, durch Kaltverformung angebracht werden kann.

Ganz allgemein besteht die Erfindung darin, daß Schnittlinien der Seitenwände jeder der vier kreuzförmig symmetrischen Nuten mit einer zur Schraubenachse senkrechten Ebene einen Winkel von 2 bis 4° und mit einer parallel zur Schraubenachse und quer zur Nut verlaufenden Ebene einen Winkel von 8 bis io° abgrenzen.

Die praktische Erprobung der in dieser Weise ausgebildeten: Schrauben hat bestätigt, daß bei allen praktisch Verwendung findenden Schraubengrößen durch die neue Ausgestaltung der Schraubenkopfeinsenkung ein wesentlich höheres Einzugsdrehmoment verwendet werden kann als bei den Schrauben mit bisher bekannten Kreuzschlitzformen. Dabei hat sich ferner gezeigt, daß bei Verwendung eines vom Bedienungsmann mit dem üblichen Anpreßdruck/von etwa 9 kg gehaltenen, kraftgetriebenen Schraubenziehers das höchste zum Einschrauben der Schrauben verwendete Drehmoment, d. h. das Drehmoment, bei dem der Schraubenzieher ausgeworfen wird, verhältnismäßig nahe an das einen Bruch der Schraube bewirkende Drehmoment herankommt, dieses aber nicht erreicht.

Die Erfindung erstreckt sich ebenfalls auf einen Schraubenzieher für Schrauben der erfindungsgemäßen Ausführungen, der aus einem Schaft und einer an dem einen Ende desselben angebrachten Schneide besteht, die mit einer Anzahl von Flügeln und zwischen diesen Flügeln liegenden Kanälen versehen ist. Dieser Schraubenzieher ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenwandie jedes dieser Flügel gegeneinander und in Richtung auf den Boden des Schraubenziehers unter einem Winkel von 8 bis io° und von der Schneidenachse nach außen unter einem Winkel von 2 bis 4⁰ konvergieren.

Eine in der beschriebenen Form ausgeführte Einsenkung kann durch Kaltverformung angebracht werden, und durch die beschriebene Form der Einsenkung und der Schraubenzieherschneide kann sowohl eine Verminderung der axial auf den Schraubenzieher wirkenden Auswurfkraft als auch die erwünschte Vergrößerung der beim Einschrauben der Schraube anwendbaren Drehkraft erreicht werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die in die Nuten eingreifenden Flügel überall so dimensioniert sind, daß sie normalerweise ein Spiel von 0,025 mm in diesen Nuten haben, und daß die zwischen den Flügeln liegenden Wandungen der Schraubenzieherschneide so ausgeführt sind, daß sie mit den Rippenwandungen zusammenarbeiten, unter demselben Winkel gegenüber dar Schraubenaeihse geneigt sind wie diese Rippenwandungen und einen solchen Abstand voneinander haben, daß, wenn sie an den Rippenwandungen anliegen, das obenerwähnte Spiel der Flügel in den Nuten eingehalten wird, wobei das untere Ende der Schneide vom Boden der Sockelvertiefung Abstand hat, damit die aneinanderliegenden Flächen mit Keilwirkung zusammengepreßt werden können, um die Schraube am Werkzeug festzuhalten.

In der Zeichnung zeigt

Fig. ι eine Schraube und einen Schraubenzieher gemäß der Erfindung miteinander vereinigt, wobei die Schraube von dem Schraubenzieher gehalten wird, um sie mit einer Hand an einer schwierig zu erreichenden oder schlecht zugänglichen Stelle einsetzen zu können;

Fig. 2 ist eine Aufsicht auf eine in übertrieben vergrößertem Maßstab dargestellte Oberfläche eines Schraubenkopfes, der mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einsenkung versehen ist, wobei der im nachstehenden als »horizontaler« Flügel winkel bezeichnete Erfindungsteil zu sehen ist;

Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2 bzw. axial zum Schraubenschaft, welcher die innere Anordnung der Wandungen und Rippen der Einsenkung zeigt;

Fig. 4 zeigt in etwas reduziertem Maßstab eine Ansicht von unten auf den Schneidenteil eines Schraubenziehers, der mit einer Einsenkung nach Fig. 2 und 3 zusammenwirken kann;

Fig. 5 veranschaulicht den Schraubenzieher mit der in Fig. 4 gezeigten Form in Zusammenarbeit mit einer Einsenkung nach Fig. 2 und 3 im Axialschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4;

Fig. 6 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen der Fig. 2, wobei jedoch die Schraubenzieherschneide in der Einsenkung ruhend und in der Oberflächenebene des Schraubenkopfes geschnitten gezeigt ist;

Fig. 7 ist ein vertikaler Axialschnitt nach der Linie "J-J der Fig. 6, welche zusammen mit der Fig. 6 den Spielraum zwischen den Endwandungen der Flügelteile der Schraubenzieherschneide und den Nuten in der Schraubenkopf einsenkung veranschaulicht;

Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 6 und 7;

Fig. 9 ist ein Vertikalsühniitt nach der Linde 9-9 der Fig. 3, welcher das zeigt, was im nachstehenden als »vertikaler« Winkel eines Einsenkungsflügels bzw. einer Einsenkungsnut bezeichnet ist;

Fig. 10, 11 und 12 schließlich sind Diagramme, welche die nachstehend erläuterten Winkelbeziehungen des Erfindungsgegenstandes veranschaulichen.

Für lange Jahre nach dem Aufkommen der Holzschrauben und der Maschinenschrauben wurde die

übliche Kupplung zwischen dem Kopf der Schraube und der Schneide eines Schraubenziehers durch eine einfache Kerbe gebildet, welche quer über den ganzen Schraubenkopf verlaufend eingeschnitten war und welche zur Aufnahme der im wesentlichen flachen Blattschneide eines Schraubenziehers diente. Die Wandungen dieser Kerbe waren in den meisten Fällen parallel zueinander, da die Kerbe mit Hilfe einer kleinen Kreissäge eingeschnitten wurde, aber

ίο die eingreifenden Wandungen des Schraubenzieherblattes schlossen einen merklichen Winkel ein, was nicht nur zur Verhinderung einer Schwächung des Blattes, sondern auch wegen der bequemeren Herstellung desselben geschah, denn das gebräuchliche Schneidenblatt eines Schraubenziehers wurde durch Abflachen einer runden Stange hergestellt, um eine zusätzliche Breite und eioma Verringerung der Stärke zu erreichen. Das Anschärfen nach einer Abnutzung sollte normalerweise dem ursprünglichen Verlauf der Flächen folgen, aber die Tendenz ging dabei dahin, den eingeschlossenen Winkel zu vergrößern, um die Menge des Materials zu verringern, welches bei der Anschärfoperation entfernt werden mußte.

Diese Art der Kupplung besaß zahlreiche Mängel, und nicht der geringste dieser Mängel bestand in dem seitlichen Gleiten des Schraubenziehers durch die offenen Enden der Kerbe, was eine Beschädigung des Materials, in das die Schraube eingefügt wurde, zur Folge hatte. Wenn das Einziehen der Schraube auf einen beträchtlichen Widerstand stieß, hatte die vorhandene Verjüngung des Schraubenzieherblattes und der verhältnismäßig geringe Kontakt desselben mit der Kerbe, welche in den meisten Fällen beträchtlich weiter als die Dicke des Blattes war, eine große Auswurfkraft zur Folge, welche bestrebt war, den Schraubenzieher in axialer Richtung von der Schraube weg zu bewegen. Dieses wiederum verursachte ein Ausgleiten und eine Beschädigung. Als die Schrauben fast ausschließlich von Hand eingezogen wurden, waren die Bedingungen nicht so schlecht, aber mit dem verstärkten Gebrauch von kraftgetriebenen Maschinenschraubenziehern wurden sie wesentlich unangenehmer wegen der höheren Einziehgeschwindigkeiten und der größeren Einzugskräfte. Selbst wenn eine größere Einzugskraft zum Einziehen verfügbar war, konnte keine genügend große Kraft von Hand auf den Schraubenzieher ausgeübt werden, um denselben entgegen dem resultierenden Anwachsen der Auswerfkraft in der Kerbe zu halten.

Eine ganze Anzahl von Vorschlägen wurde gemacht, um die Art der Einsenkung des Schraubenkopfes zu ändern und sie dem Schraubenzieher besser anzupassen und dadurch einige der obengenannten Schwierigkeiten auszuschalten sowie weitere Vorteile zu erzielen, wie z. B. die Möglichkeit, die Schraube zeitweise an das Schraubenzieherblatt zu heften, damit die Schraube leichter an entfernten oder schwer zugänglichen Stellen eingeführt werden könnte. Ein bekannter Einsenkungstyp, welcher die günstigste Aufnahme und den größten Beifall fand und welcher jetzt fast zum Standardtyp geworden ist, insbesondere zur Verwendung bei Zusammenbauten sowohl mit stationären als mit tragbaren kraftgetriebenen Schraubenziehern, besitzt eine im allgemeinen kreuzförmige Gestalt mit Nuten und dazwischenliegenden Rippen, welche der entsprechenden Form der Schneide eines Schraubenziehers angepaßt sind.

Mit der fortgesetzten und verstärkten Verwendung dieser Einsenkungen in besonders schwierigen Situationen, wie z. B. für sehr umfangreich bemessene Schrauben und für sogenannte selbstschneidende Schrauben, welche in Metallblech oder sogar in massives Schwermetall in nicht mit eingeschnittenem Gewinde versehene Löcher von beträchtlich geringerer Weite als der Schaftdurchmesser der Schraube eingezogen werden, wurden manchmal außerordentlich große Einzugskräfte benötigt, welche die Schwierigkeiten des Arbeiters beim Festhalten des Schraubenziehers entgegen dem axialen Verschiebungsdruck vermehrten. Dies ergab sich trotz der Verbesserung der erwähnten Einsenkung gegenüber der üblichen Kerbe, weil eine beträchtliche Neigung zwischen der Schaftachse und der Ebene der Zusammenarbeit zwischen jedem Flügel des Schraubenzieherblattes und der entsprechenden Nutwandung der Einsenkung vor- go handen war, die eine axiale Schubkomponente erzeugte, die mit dem Anwachsen der Einziehkraft stärker wurde und der kein hinreichender Widerstand durch die Reibung geleistet wurde, die sich aus der Kraft zwischen den Schraubenzieherflächen und den mit diesen zusammenwirkenden Flächen ergab.

Zusammen mit einem Typ einer bekannten Einsenkung wurde die Schraubenzieherschneide derart ausgeführt, daß sie sich genau allen Seitenwandungen der Einsenkung anpaßte, von denen jede gegenüber der Schraubenachse geneigt war. Die außerordentlich enge Passung verursachte eine Keilwirkung, auf der das anfängliche Halten der Schraube auf dem Schraubenzieher beruhte. Bei einer anderen Ausführungsform war der eingeschlossene, vertikal zwischen den Schneidenflügelwandungen gemessene Winkel größer als der eingeschlossene Winkel zwischen den Wandungen der die Schneidenflügel aufnehmenden Nuten, und eine Keilwir- no kung unterschiedlicher Art wurde hervorgerufen, um die Schraube bei der anfänglichen Einfügung auf dem Schraubenzieher zu halten. In beiden Fällen jedoch erwies sich diese theoretisch richtige Anordnung nur dann als ausreichend, wenn die Schraubenzieherflügel neu und nahezu vollkommen in ihrer Gestaltung waren. Die größte Abnutzung der Schraubenzieherschneiden findet an den treibenden Flächen statt und bis zu einem starken Grad radial auswärts davon. Wenn diese Abnutzung über 0,0254^mm ansteigt, was ursprünglich an den im wesentlichen zum Halten der Schraube an der Schraubenzieherschneide zusammenwirkenden Wandungen vorgesehen war, so reicht das aus, um dem Schraubenzieher die Anlage an den Boden der Einsenkung zu gestatten, und derselbe muß aus-

gewechselt oder vollständig renoviert werden, womit einer der großen Vorteile der Einsenkung verlorengeht. Dieser notwendigerweise rasche Ersatz der Schraubenzieherschneiden ist sehr kostspielig. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird sowohl der Nachteil der übermäßig großen Auswerfkraft als auch der Verlust des Eingriffskontaktes zwischen der Schraubenzieherschneide und der Schraubenkopfeinsenkung als Folge der Abnutzung ίο durch bestimmte Änderungen der Einsenkung und des Schraubenziehers vermieden, während im übrigen die Merkmale der bekannten Ausführungen dieser Art verbessert werden.

Zur Erläuterung der Verbesserungen wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, welche im einzelnen die Einrichtung und Anordnung der verschiedenen Einsenkungsfiächen und Schraubenzieherschneidenflächen sowie die Art und Weise ihrer Zusammenarbeit zur Erzielung der gewünschten Ergebnisse veranschaulichen.

Fig. ι zeigt einen üblichen Handschraubenzieher 10 und eine Holzschrauben, welche lediglich durch die gegenseitige Reibung zwischen der Oberfläche der Schneide des Schraubenziehers und den Wandungen der Einsenkung in dem flachen Kopf der Schraube zusammengehalten werden. Der Einfachheit halber wird im folgenden die Erfindung an Hand einer normalen, sogenannten Senkschraube beschrieben und dargestellt, obwohl es klar ist, daß die Erfindung gleichermaßen bei allen anderen bekannten Schraubentypen und Schraubenköpfen anwendbar ist, ja sogar auch bei kopflosen Schrauben wie z. B. bei versteckt sitzenden Schrauben od. dgl.,, denn die Form des Schraubenkopfes hat keinerlei Bedeutung für die Gestalt oder die Verwendungsart der Einsenkung.

Die Einsenkung ist im einzelnen und in vergrößertem Maßstab in den Fig. 2 und 3 dargestellt, sie ist im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 12 versehen. Diese Einsenkung hat im Grundriß eine vieleckige Form und kann am besten als kreuzförmig bezeichnet werden, wobei eingeschlossen ist ein mittlerer Teil und eine Anzahl von strahlenförmig abgehenden Nuten 14 und eine gleiche Anzahl von Rippen 15 zwischen den Kanälen. Die Wandungen dieser Rippen und Nuten, welche vorzugsweise jeweils in einer Gruppe von vieren vorhanden sind, umgrenzen die seitlichem. Umrisse der Einisenkung· und stehen mit einem im wesentlichen konischen oder konkaven Boden 16 in Verbindung. Der mittlere Teil der Einsenkung ist ganz offen, wie klar zu erkennen ist. Jede Nut ist genau umgrenzt durch ein Paar dreieckiger Seitenwände 18 und eine schräge Bodenwandung 19. Die Wandung 19 geht bei 20 in den konkaven Boden über, und von den Enden der Übergangslinie steigen die Kanten 21 aufwärts, welche die Verbindung der Wandungen 18 mit jeweils einer der mehreren Rippenwandungen 22 darstellen, die zwischen den Wandungen 18 von benachbarten Nuten liegen. Die einzelnen Rippenwandungen 22 zwischen je zwei Nuten treffen derart aufeinander, daß sie eine im wesentlichen konvexe Fläche bilden, und bei 23 gehen sie in die Wandung des konkaven Bodens über.

Die Wandungen 18 der verschiedenen Nuten sind die einzigen, welche sich beim Einziehen der Schraube an die entsprechenden Flächen der ; Schraubenzieherschneide anlegen, welch letztere weiter unten näher erläutert wird. Diese Wandungen bilden die Flächen zur Übertragung der Einzieh- oder Ausschraubkräfte auf die Schraube. Jede Wandung 18 bildet eine Ebene. Diese Ebene ist doppelt geneigt. Die Schnittlinien der beiden die Seitenwandungen einer Flügelnut bildenden Ebenen 18 mit einer in rechten Winkeln zur Achse des Schraubenschaftes liegenden Ebene oder mit der Oberfläche des Schraubenkopfes einer Flachkopfschraube bilden einen Winkel in der Größenordnung zwischen 2 und 4⁰, wie in Fig. 2 angegeben (in Fig. 10 mit 2⁰ angegeben). Da dieser Winkel in einer zur Achse der Schraube rechtwinkligen Ebene gemessen ist, wird derselbe der Einfachheit halber für die Zwecke dieser Beschreibung als »horizontaler« Winkel bezeichnet. Der Scheitel dieses Winkels liegt natürlich in einem Punkt jenseits des Umfanges des Schraubenkopfes. Die Linien 25 in Fig. 2 stellen den Schnitt dar Wandungen 18 mit der Ebene des Schraubenkopfes dar.

Die Ebenen 18 konvergieren auch gegeneinander nach unten, von der Schraubenkopf oberfläche aus gesehen, wie dies deutlich aus den Fig. 3 und 11 zu erkennen ist, wo der eingeschlossene Winkel zwischen den Schnitten der beiden Ebenen 18 mit einer gs gedachten Ebene X-X (Fig. 10), die parallel zu der Achse der Schraube und rechtwinklig zu der radialen Symmetrieebene der Nut verläuft, ungefähr 8 bis io° beträgt, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Dieser Winkel kann je nach dem Zweck, dem die Schraube dienen soll, variiert werden. Die Schnittlinien sind in Fig. 11 in gestrichelten Linien eingezeichnet. Es sei beachtet, daß, wenn die Ebenen 18 verlängert werden, bis sie einen zweiseitigen oder diedrischen Winkel von ungefähr 9 bis 10V2⁰ bilden, der Schnitt derselben eine Linie Y-Y ergibt, welche die Achse Z-Z der Schraube jenseits des Bodens der Einsenkung in einem Winkel schneidet, der etwa zwischen 70 und 74⁰ schwankt, wie aus Fig. 12 ersichtlich ist.

Die Rippenwandungen 22 erweitern sich nach außen von ihren Schnittlinien mit dem konkaven Boden der Einsenkung aus in sehr mäßigen Winkeln, deren genaue Neigung für die Zwecke der vorliegenden Erfindung unerheblich ist.

Die Bodenwandung 19 jeder Nut neigt sich nach außen und nach oben in einem spitzen Winkel zur Schraubenachse, wie deutlich aus Fig. 3 ersichtlich ist.

Die Einsenkungen werden während des An-Stauchens oder sonstigen Anbringens der Köpfe auf den Schrauben durch geeignete Stempel erzeugt, und es ist für jede Wandung der Einsenkung eine ausreichende Neigung vorgesehen, um eine angemessene Konizität für den Stempel zu ermöglichen und den Fluß des Materials in dem Kopf während

des Schiagens oder Pressens zu erleichtern. Die Einsenkungen werden dank dieser Herstellungsar mit solcher Präzision und in solchen Genauigkeitsgrenzen hergestellt, daß sie einen ähnlich geformten und bemessenen Schneidenkopf eines Schraubenziehers genau in sich aufnehmen können.

Ein solcher Schraubenzieher ist im Grundriß von unten gesehen in Fig. 4 dargestellt, während Fig. 5 demselben in Seitenansicht und teilweise axial geschnitten zeigt. Der Schaft des Schraubenziehers ist vorzugsweise zylindrisch, wie bei 30 angedeutet, er kann mit äinem Handgriff 31 (Fig. 1) oder mit einem von einem kraftgetriebenen Spannfutter erfaßbaren Organ versehen sein. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß der Schneidenteil am Ende des Schraubenziehers als Gegenstück zu der Einsenkung ausgebildet ist, in der er aufgenommen werden soll, von gewissen Ausnahmen abgesehen, die in nachstehendem näher erläutert werden. Jede Größe einer Schraubenzieherschneide ist so ausgebildet, daß sie mit Einsenkungen von verschiedener Tiefe zusammenarbeiten kann. Letztere variieren je nach der Größe der Schrauben, in denen sie gebildet sind, um ausreichende Auflagerflächen zur Übertragung des zum Einschrauben erforderlichen Drehmomentes zu erhalten. Bei extrem kleinen oder großen Schrauben wurde es als wünschenswert gefunden, die Größe der Einsenkung proportional kleiner oder größer zu machen, um dadurch den Gebrauch einer kleineren oder größeren Schraubenzieherschneide erforderlich zu machen, deren Abmessungen denjenigen der Einsenkung in der gleichen Weise entsprechen, wie hier skizziert ist. Wenn man nunmehr die Fig. 4 betrachtet, so erkennt man, daß jeder Schraubenzieher mit Flügeln 33 versehen ist, die in Anzahl und Abstand den Nuten 14 in der Schraubenkopfeinsenkung gleichen. Zwischen diesen Flügeln befinden sich Ausnehmungen 34, welche mit Wandungen 35 versehen sind, die den Rippenwandungen 22 der Einsenkung entsprechen. Der Boden 37 des Schraubenziehers ist mit einer konischen Spitze von ähnlicher Form wie der Boden 16 der Einsenkung versehen.

Die Seitenwandungen eines jeden Schneidenflügels 33, welche den Nutwandungen 18 entsprechen und mit diesen zusammenarbeiten, sind genau in der gleichen Winkelanordnung sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Ebene ausgebildet. Die Wandung des Flügels, welche der äußeren Wandung 19 der Nut entspricht, besitzt ebenfalls den gleichen Winkel wie diese Wandung. Die Wandungen 35 der Ausnehmungen in der Schneide haben genau die gleiche Winkelstellung wie die Wandungen, mit denen sie zusammenarbeiten, d. h. die Wandungen 22 in der Einsenkung. Es könnte aus dem Vorangegangenen vermutet werden, daß das Schneidenende des Schraubenziehers das genaue Gegenstück zu der Einsenkung ist, aber das ist nicht ganz zutreffend.

Die Kanalwände können so betrachtet werden, als ob sie seitlich an entgegengesetzten Seiten der Schneide gerade genügend voneinander entfernt sind, daß sie als erste in die Rippenwandungen der Einsenkung eingreifen, wenn der Schraubenzieher eingeführt wird, und ihre gegenseitige Entfernung ist eine solche, daß erstens ein Aufstoßen des Schraubenziehers auf den Boden in der Einsenkung verhindert wird und daß zweitens verhindert wird, daß die Flügel in Kontakt mit den Wandungen der Nuten in der Einsenkung eingeführt werden. In einem anderen Licht betrachtet, kann angenommen werden, daß die Flügel schwächer sind als die Nuten und daß sie daher nicht mit den Wandungen der letzteren im Eingriff stehen, wenn der Schraubenzieher festgehalten wird, indem seine Ausnehmungswandungen mit den Rippenwandungen der Einsenkung im Eingriff stehen. In jedem Falle besteht, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, ein Kontakt zwischen dem Schraubenzieher und der Einsenkung über die ganze Fläche der durch die Pfeile gekennzeichneten Oberflächen, während in allen Rippen- und Nutquerschnitten ein geringer und gleichmäßiger Spielraum in der Größenordnung von etwa 0,0254^mrn- vorhanden ist. In Fig. 6 erscheint dies nur an der Oberfläche des Schraubenkopfes dargestellt. Fig. 7 zeigt den Spielraum bei 40 zwischen den äußeren oder Bodenwandungen der Schraubenzieherrippen und den Nutbodenwandungen 19, während Fig. 8 im Querschnitt einen in eine Nut eingepaßten Flügel mit einem fortlaufend gleichmäßigen Spielraum auf allen Seiten zeigt.

Das Ergebnis dieser Ausbildung ist, daß bei der Einführung des Schraubenziehers in die Schraubeneinsenkung eine Keilwirkung lediglich auf den Rippenwandungen der Einsenkung auftritt, und diese Keilwirkung reicht aus, um den Schraubenzieher und die Schraube genügend fest miteinander in Eingriff zu halten, so daß die Schraube dank ihres Haltes auf dem Schraubenzieher in jeder beliebigen Lage eingesetzt werden kann. Die einzigen Flächen des Schraubenziehers, die einer Abnutzung durch ständigen Gebrauch ausgesetzt sind, sind die Flächen der Flügel, welche mit den Wandungen 18 der Einsenkungsnuten im Eingriff stehen, um das Einzugsdrehmoment zu erzeugen. Da diese Antriebsflächen nicht zum Festhalten der Schraube auf dem Schraubenzieher dienen müssen, bleibt die Haltefähigkeit gut, auch wenn der Schraubenzieher so stark an den Flügeln abgenutzt ist, daß er einer Erneuerung bedarf. Infolge des angemessenen Spielraumes zwischen dem Boden des Schraubenziehers und dem Boden der Einsenkung, der in Fig. 7 bei 42 angedeutet ist, ist ein geringer Abnutzungsgrad auf den im Eingriff stehenden Flächen zwischen dem Schraubenzieher und der Einsenkung zulässig, bevor der Schraubenzieher auf den Boden aufstößt und diesen Halteeingriff verhindert. Irgendeine geringe zusätzliche Bewegung des Schraubenziehers in der Einsenkung verringert den Spielraum zwischen den Flügelwandungen und den S ei ten wandungen der Nuten nicht ernstlich, weil-ihre Winkelneigung sehr gering ist.

Dieser Spielraum von o, 0245 mm zwischen den Flügelwandungen des Schraubenziehers und den entsprechenden Wandungen der Nuten wird rasch

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aufgenommen, wenn ein Antriebs- oder Einzugsdrehmoment ausgeübt wird und die Flügel gegen die Treibwandungen der Einsenkung gedrückt werden, wo sie ihre größte Kraft an ihrem größten Radius ausüben und dadurch die beste Treibwirkung sowohl für die Schraube als auch für den Schraubenzieher ausüben.

Der axiale Schub, welcher bestrebt ist, als Resultante des treibenden Drehmomentes einen Schraubenzieher aus der Einsenkung der Schraube herauszudrängen, wird üblicherweise als »Auswurfkraft« bezeichnet. Dieser axiale Schub ist in mehr oder weniger hohem Maße bei jedem Schraubeneinsenkungstyp und Schraubenzieher vorhanden, außer wenn auf allen im Eingriff stehenden treibenden Flächen ein vertikaler Winkel von Null verwendet wird oder die Reibung zwischen dem Schraubenzieher und den Wandungen der Einsenkung größer als die axiale Komponente der Treib- oder Einziehkraft ist. Diese Auswurfkraft wird bei der vorliegenden Erfindung auf das geringste Maß reduziert, und zwar als Folge der kleinen horizontalen und vertikalen Winkel zwischen den Wandungen der Einsenkungsnuten und der Sctosidetnflügel.

Die Genauigkeit des Kontaktes zwischen diesen zusammenarbeitenden Flächen sorgt für «inen beträchtlichen Reibungsfaktor, der dazu dient, der restlichen Komponente des axialen Schubes entgegenzuwirken, so daß der Arbeiter unter den äußersten Antriebsbedingungen, wo die Reibung durch das hinzukommende Drehmoment verstärkt wird, nicht gezwungen ist, eine erhebliche Kraft auszuüben, um die Schraubenzieherschneide in der Einsenkung des Schraubenkopfes zu halten.

Die meisten Schraubenzieher mit Kraftantrieb sind mit einer Gleitkupplung versehen, welche so eingestellt werden kann, daß sie zu gleiten beginnt, bevor das Antriebsdrehmoment groß genug geworden ist, um die Schraube zu zerbrechen oder die

4.0 Einsenkung auszureiben, aber unglücklicherweise sind diese Kupplungen bei ihrer Tätigkeit einer Anzahl von variablen Größen unterworfen, so daß sie nicht ständig genau eingestellt bleiben können. Der Arbeiter hat die Tendenz, die Kupplung so einzustellen, daß sie eher bei einem zu großen als bei einem zu kleinen Drehmoment zu gleiten beginnt, um sicher zu sein, daß alle Schrauben vollständig eingeschraubt werden. Der geringe Betrag der Auswurfkraft, welcher bei der vorliegenden Kombination von Einsenkung und Schraubenzieher verbleibt, ist geeignet, die zu Beginn dieser Beschreibung erläuterten Schwierigkeiten zu beseitigen. So bleibt eine genügend große Auswurfkraft, um den Schraubenzieher bei Anwendung eines übermäßig großen Antriebsdrehmomentes aus der Einsenkung des Schraubenkopfes herauszudrücken und dadurch ein Ausreiben oder Beschädigen der Einsenkung und ein Zerstören des Schraubenzieherblattes zu verhindern.

Wenn die kraftgetriebenen Schraubenzieher wirklich vollkommen wären, die Kupplungen gut funktionieren würden und die Arbeiter immer sorgfältig arbeiten würden, wäre es möglich, in den Einsenkungsnuten vertikale Winkel in der Größenordnung von Null vorzusehen. Aber wo man dies auch versucht hat, da waren unbefriedigende Ergebnisse bei der Montage oder auf dem Fließband vorherrschend, weil die Schraubenzieher nicht ' rechtzeitig ausgeworfen wurden, um-fern Beschädigen der Schraube oder der Schraubenzi'eherschneide oder beider Teile zu verhindern, wenn die Kupplungen nicht zum Gleiten kamen. Die durch die vorliegende Erfindung erzielten hervorragenden Ergebnisse gehen aus von den erprobten Merkmalen der Einsenkungsform einer bekannten Ausführung mit der Abänderung, daß der eingeschlossene, in horizontaler Richtung gebildete Winkel der Nutwandungen von ungefähr Ϊ4⁰ bis auf einen Winkel von nicht mehr als 4⁰ verringert wurde und daß gleichzeitig der in vertikaler Richtung gebildete Winkel zwischen den Nutwandungen auf eine Größenordnung von nicht mehr als io° reduziert wurde.

Gleichzeitig wird der horizontale Winkel nicht kleiner als 2° und der senkrechte Winkel nicht kleiner als 8° gewählt, so daß die Seitenwände der Nuten gegeneinander sowohl von der Schraubenmitte nach außen als auch nach der Spitze der Schraube hin in genügendem Maße konvergieren, um die Sockelvertiefung im Schraubenkopf durch Kaltverformung anbringen zu können.

Die erfindungsgemäß verbesserten Einsenkungen und Schraubenzieherschneiden sind für alle Schraubentypen verwendbar, sogar für solche mit besonders flachen Köpfen. Die Fläche der Flügel macht die Anwendung einer großen Eindringtiefe überflüssig und ist so weit von der Schraubenachse entfernt, daß der Einheitsflächendruck wesentlich vermindert wird. Dies vergrößert auch die Widerstandsfähigkeit des Schraubenkopfes. Der veränderte horizontale Winkel schafft verhältnismäßig weite öffnungen zwischen den Einsenkungsrippen, wodurch das leichte Einführen der Schraubenzieherschneide erhöht wird, verlängert die Lebensdauer der Schneide, entfernt das Zentrum des Druckes auf den Flügel weiter von der Achse und verringert wesentlich die Möglichkeit einer Gratbildung der Mündung der Einsenkung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Schraube mit in das obere Schraubenende längs ihrer Längsachse eindringender Sockelvertiefung, die aus einem mittleren Teil mit nach einem konkaven Boden hin konvergierenden Rippenwänden und aus vier von dem mittleren Teil kreuzartig symmetrisch ausstrahlenden Nuten besteht, wobei die Seitenwände der iao Nuten nach dem Rand des Schraubenkopfes und nach der Schraubenspitze hin konvergieren und eine, gegen den konkaven Boden hin geneigte Bodenfläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß Schnittlinien der Seitenwände] (18) jeder 1*5 dieser Nuten (14) mit einer zur Schrauben-

   achse senkrechten Ebene einen Winkel von 2 bis 4⁰ und mit einer parallel zur Schraubenachse und quer zur Nut verlaufenden Ebene einen Winkel von 8 bis io° abgrenzen.
   2. Zum Einschrauben von Schrauben nach Anspruch 1 dienender Schraubenzieher, der aus einem Schaft und einer am Ende des Schaftes befindlichen Schneide besteht, die mit vier in Kreuzform angeordneten Ausnehmungen und dazwischen angeordneten Flügeln mit ebenen Seitenflächen versehen ist, die in entsprechende Nuten der Schraube eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenwandungen jedes Flügels (33) gegeneinander in Richtung des Bodens des Schraubenziehers (37) in einem Winkel von 8 bis io° und von der Schneidenachse nach außen in einem Winkel von 2 bis 4⁰ konvergieren.

   3. Schraubenzieher nach Anspruch 2 zum Einschrauben der in Anspruch 1 beanspruchten Schrauben, deren Sockeleinsenkung zwischen den Nuten hervorspringende Rippenwandungen besitzen, die in Richtung der Schraubenspitze gegeneinander konvergieren, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Nuten (14) eingreifenden Flügel (33) überall so dimensioniert sind, daß sie normalerweise ein Spiel von 0,025 ^mm in diesen Nuten haben, und daß die zwischen den Flügeln liegenden Wandungen (35) der Schraubenzieherschneide so ausgeführt sind, daß sie mit den Rippenwandungen (22) zusammenarbeiten, unter demselben Winkel gegenüber der Schraubenachse geneigt sind wie diese Rippenwandungen und einen solchen Abstand voneinander haben, daß, wenn sie an den Rippenwandungen anliegen, das obenerwähnte

   Spiel der Flügel in den Nuten eingehalten wird, wobei das untere Ende der Schneide vom Boden der Sockelvertiefung Abstand hat, damit die aneinanderliegenden Flächen mit Keilwirkung zusammengepreßt werden können, um die Schraube am Werkzeug festzuhalten.

   4. Schraubenzieher nach Anspruch 2 zum Einschrauben von Schrauben nach Anspruch 1, deren Sockeleinsenkung zwischen den Nuten hervorspringende Rippenwandungen besitzt, die in Richtung der Schraubenspitze gegeneinander konvergieren, dadurch gekennzeichnet, daß alle Flächen der Flügel (33) der Schraubenzieherschneide bezüglich der Schraubenzieherachse und bezüglich radial zu dieser Achse liegenden Ebenen unter demselben Winkel geneigt sind wie die entsprechenden Wandungen der Nuten (14) und daß die zwischen den Flügeln liegenden Wandungen (35) der Schneide im wesentlichen in ihrer ganzen Ausdehnung so ausgebildet sind, daß sie mit den Rippenwandungen (22) zusammenarbeiten und bei Einführung der Schneide in die Sockeleinsenkung an dieser anliegen, gegenüber der Schraubenachse denselben Neigungswinkel besitzen und radial derart anliegen, daß zwischen den Flügelwandungen und den entsprechenden Wandungen der Schraubennuten ein Spiel von der Größenordnung 0,025 mm vorhanden ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 10 612, 7741;
   USA.-Patentschriiften Nr. 2 084 078, 2 084 079,

   2066484, 2046837, 2046838, 2046839,

   2046840; DIN 7962 und DIN 87 K 4 Blatt 1.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©709622/31 8. 5T