EP0336136B2 - Schraubendrehereinsatz - Google Patents

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EP0336136B2
EP0336136B2 EP89104230A EP89104230A EP0336136B2 EP 0336136 B2 EP0336136 B2 EP 0336136B2 EP 89104230 A EP89104230 A EP 89104230A EP 89104230 A EP89104230 A EP 89104230A EP 0336136 B2 EP0336136 B2 EP 0336136B2
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EP
European Patent Office
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section
intermediate section
length
screwdriver
screwdriver bit
Prior art date
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EP89104230A
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EP0336136A1 (de
EP0336136B1 (de
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Karl Lieser
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Wera Werk Hermann Werner GmbH and Co KG
Original Assignee
Wera Werk Hermann Werner GmbH and Co KG
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/142—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers

Definitions

  • the invention relates to a screwdriver bit according to the preamble of claim 1 (see 2.B EP-A-0221279)
  • a twistable zone serves as a predetermined breaking point.
  • the intermediate section breaks when a target torque is reached.
  • the object of the invention is based on the object of a generic screwdriver insert to design in a technically simple manner so that acting on the screwdriver bit Torque peaks do not cause deformation of the screwdriver tip section that Lifespan increased and working with machine screwdrivers is considerably easier.
  • a generic screwdriver insert is of increased height Use value specified. If higher torque peaks are effective on the screwdriver insert, for example caused by abruptly occurring drive force peaks or by different Condition of the material receiving the screw, the intermediate section between Drive end section and output end section an elastic twist / torsion.
  • the intermediate section provides an elastic flexible element with corresponding resilience after overcoming the peak load. It endures larger Moments, even with repeated loads. He absorbs deformation work and partially stores it in the form of potential energy and releases it when it is relieved back again.
  • the intermediate section acts as a damper, so that torque peaks are not directly proportional to Screwdriver tip section take effect. This does in a particularly long service life of the screwdriver insert and the screw noticeable.
  • the intermediate section twists.
  • the screwdriver tip can be the intermediate section in its length and its cross-section are designed so that any energy peaks are always absorbed under load will.
  • the ratio at normal steel as material for DIN-standardized use
  • the ratio corresponds in particular the length of the intermediate section about 3 times hers Diameter.
  • a further possibility to solve the task according to the invention is one Provide axial cavity in the intermediate section by the Polygonal section runs out. The axial cavity can be changed / adjusted of the torsional resistance moment of the intermediate section can be chosen differently in diameter and also of different lengths.
  • the intermediate section is preferably one opposite the polygonal section stepped circular section. Screwdriver bits to transmit low torques a correspondingly smaller intermediate section.
  • the number 1 denotes a screwdriver bit in DIN standard (size 2). With this one Phillips screw 2 illustrated in Fig. 1 are rotated. The latter consists of one a thread 3 having screw shaft 4 and a countersunk head 5, which contains the cross recess 6.
  • the screwdriver tip 7 is designed in accordance with the cross recess 6 and the associated DIN standard. This has four driving ribs 8 arranged in the same circumferential distribution and thus forms the output end region 9 (screwdriver tip section). This is followed by a circular cross section Intermediate section 10, which the aforementioned screwdriver tip section 9 and the drive end portion 11 connects with each other.
  • the force-transmitting depth of penetration into the screw is generally sufficient only about a maximum of half of section Ab and is in any case DIN-standardized for the test torques.
  • At the conical step 12 from the circular cross section of the intermediate section 10 to the polygonal section 11 rests on the elastic ring 16, arranged in an inner groove 15 of the machine chuck 13, and pulls thereby inserting the screwdriver 1 into the machine chuck 13 until the thread surface 17 at the bottom of the Machine feed 13 is present.
  • This bracket can have considerable tolerances because of the pulling moment compensate for what in turn the production of insert 1 overall by way of (never so absolutely accurate cold deformation to be carried out.
  • the total length of the screwdriver bit 1 shown is 25 in accordance with the DIN standard mm.
  • the one minus the polygonal section is about 17 mm.
  • the intermediate section 10 (including the Section S) and output end section thus take up approximately 70% of the total length of the insert 1.
  • the length Zone S is approximately half the length of the section Ab and approximately just the length of the in Screw submersible output end section; the remaining length of the intermediate section 10 from the roots 8 '' up to level 16 a little more than twice the length of this output end section Ab or somewhat more than four times the length of zone S.
  • the length of the intermediate section 10 plus zone S is therefore approx. 11 mm, the one plus the output end section 9, ie 17 mm, the one up to the level of the normal screw insertion depth approx.
  • the screwdriver bit 1 is attached in such a way that his screwdriver tip 7 positively engages in the Phillips 6 of the Phillips screw.
  • this leads to a resistance that remains in the elastic range Torsion of the intermediate section 10, primarily on its area T. Its torsional modulus is also less than the section modulus Screwdriver tip section 9. Large energy spikes are accordingly eliminated so that the screwdriver tip 7 Protected against excessive loads remains associated with an increased service life.
  • the second embodiment of the screwdriver bit 18 illustrated in FIG. 3 largely corresponds the design described above.
  • the same components are therefore provided with the same reference numbers.
  • an axial cavity 19 now extends from the polygonal section 11 which extends over the intermediate section 10 and ends before the tip section 9 or the zone S.
  • a change or adaptation option for the torsional modulus is obtained of the intermediate section 10, so that torsion of the same may occur even at very low loads.
  • a variation can be obtained in such an embodiment in that the diameter is different large axial cavities can be selected.
  • the torsional modulus of the intermediate section can be determined by its shape and cross-sectional size 6 determine. It is therefore an optimal adaptation to a wide variety of circumstances possible.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schraubendrehereinsatz gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 (siehe 2.B EP-A-0221279)
Bei bekannten Schraubendrehereinsätzen (DE-OS 22 31 949) dient eine tordierbare Zone als Sollbruchstelle. Der Zwischenabschnitt bricht bei einem erreichten Soll-Drehmoment. Mit diesen Schraubendrehereinsätzen sollen bei Verwendung in Maschinenschrauber-Futtern keine zu großen Drehmoment-Spitzen übertragbar sein. Der Einsatz ist ein Einwegartikel zum Festziehen von Schrauben. Er ist nur begrenzt einsetzbar.
Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Schraubendrehereinsatz in herstellungstechnisch einfacher Weise so auszugestalten, daß auf den Schraubendrehereinsatz wirkende Drehmomentspitzen zu keiner Verformung des Schraubendreherspitzen-Abschnittes führen, die Lebensdauer erhöht und das Arbeiten mit Maschinenschraubern erheblich erleichtert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Schraubendrehereinsatz durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.
Zufolge derartiger Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßer Schraubendrehereinsatz von erhöhtem Gebrauchswert angegeben. Werden am Schraubendrehereinsatz höhere Drehmomentspitzen wirksam, beispielsweise hervorgerufen durch schlagartig einsetzende Antriebs-Kraftspitzen oder durch unterschiedliche Beschaffenheit des die Schraube aufnehmenden Materials, so erlaubt der Zwischenabschnitt zwischen Antriebsendabschnitt und Abtriebsendabschnitt eine elastische Verdrillung/Torsion. Der Zwischenabschnitt stellt ein elastisch nachgiebiges Element mit entsprechendem Rückstellvermögen nach Überwindung der Belastungsspitze dar. Er erträgt größere Momente, und zwar auch bei wiederholter Belastung. Er nimmt dabei Verformungsarbeit auf und speichert sie teilweise in Form potentieller Energie und gibt diese bei Entlastung wieder zurück. Der Zwischenabschnitt wirkt als Dämpfer, so daß Drehmomentspitzen nicht direkt proportional am Schraubendreherspitzen-Abschnitt wirksam werden. Dies macht sich in einer besonders hohen Lebensdauer des Schraubendrehereinsatzes und der Schraube bemerkbar. Zusätzlich sind die Auswurfkräfte reduziert. Bevor der Schraubendreherspitzen-Abschnitt sich verformt oder seinen Einstecksitz zur Schraube verliert, tordiert der Zwischenabschnitt. Je nach Beschaffenheit der Schraubendreherspitze kann der Zwischenabschnitt in seiner Länge und in seinem Querschnitt so gestaltet werden, daß stets etwaige Energiespitzen bei Belastung aufgefangen werden. Erfindungs gemäß liegt das Verhältnis (bei normalem Stahl als Material für den DIN-genormten Einsatz) von Durchmesser zu Länge des Zwischenabschnitts im Bereich zwischen 0.5 und 0.2, insbesondere entspricht die Lange des Zwischenabschnitts etwa dem 3-fachen ihres Durchmessers. Eine weitergehende Möglichkeit, die Aufgabe erfindungs gemäß zu lösen besteht darin, eine Axialhöhlung im Zwischenabschnitt vorzusehen, die von dem Mehrkantabschnitt ausgeht. Die Axialhöhlung kann zur Änderung/Anpassung des Torsions-Widerstandsmoments des Zwischenabschnitts im Durchmesser unterschiedlich groß gewählt werden und auch unterschiedlich lang. Dies erlaubt es z.B., vom Äußeren her gleichgestaltete Schraubendrehereinsätze mit unterschiedlichen Zwischenabschnitten zu erzeugen, und zwar im Hinblick auf dessen Torsions-Widerstandsmoment. Der Zwischenabschnitt ist vorzugsweise ein gegenüber dem Mehrkantabschnitt stufenförmig abgesetzter Rundabschnitt. Schraubendrehereinsätze zur Übertragung geringer Drehmomente erfordern einen entsprechend durchmesserkleineren Zwischenabschnitt. Diese vielen vorgenannten Variationen gestatten eine optimale Anpassung an nach der Norm bestimmungsgemäßen Einschraubverhältnisse. Auch werden zufolge des Abschneidens der Energiespitzen die Schlitze bzw. Kreuzschlitze in den Schrauben geschont, so daß sie beispielsweise auch bei Bedarf gut herausdrehbar sind.
Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren 1-3 erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1 teils in Ansicht, teils im Schnitt eine Kreuzschlitzschraube mit davor angeordnetem Schraubendrehereinsatz im Maßstab 1:1 in DIN-Norm und dahinter dargestellten Maschinenschrauber-Futter für den Einsatz,
  • Fig. 2 in stark vergrößerter Darstellung (5-fach) den in das Maschinenschrauber-Futter eingesteckten Schraubendrehereinsatz gemäß der ersten Ausführungsform und
  • Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, betreffend die zweite Aiusführungsform, wobei der Schraubendrehereinsatz eine bis zum Zwischenabschnitt reichende Axialhöhlung besitzt.
    • Mit der Ziffer 1 ist ein Schraubendrehereinsatz in DIN-Norm (Größe 2) bezeichnet. Mit diesem kann eine in Fig. 1 veranschaulichte Kreuzschlitzschraube 2 gedreht werden. Letztere setzt sich zusammen aus einem ein Gewinde 3 aufweisenden Schraubenschaft 4 und einem Senkkopf 5, welcher den Kreuzschlitz 6 enthält. Entsprechend dem Kreuzschlitz 6 und der zugehörigen DIN-Norm ist die Schraubendreherspitze 7 gestaltet. Diese besitzt vier in gleicher Umfangsverteilung ange ordnete Mitnahmerippen 8 und bildet damit den Abtriebsendbereich 9 (Schraubendreherspitzen-Abschnitt). An diesen schließt sich ein im Querschnitt kreisförmiger Zwischenabschnitt 10 an, welcher den vorgenannten Schraubendreherspitzen-Abschnitt 9 und den Antriebsendbereich 11 miteinander verbindet. Bezüglich desselben handelt es sich um einen Außensechskant-Abschnitt (ebenfalls entsprechend der zugehörigen DIN-Norm), welcher über eine konische Stufe 12 in den Zwischenabschnitt 10 übergeht. Beim Ausführungsbeispiel entspricht die Länge des Mehrkantabschnittes 11 etwa derjenigen des Zwischenabschnitts 10. Zur Herstellung des Schraubendrehereinsatzes wird Stahl mit federnden Eigenschaffen verwendet, beispielsweise Chromnickelstahl. Hergestellt ist er im Wege der Kaltverformung.
    Letzeres erlaubt, anders als bei durch reines Abdrehen geformten Einsätzen, die Gestalt, daß die Mitnahmerippen 8 radial weiter nach außen ragen als der Querschnitt (Mantelfläche) des Zwischenabschnitts 10. Sie fallen von einer die äußersten Scheitel 8' verbindenden Umfangslinie wieder ab bis auf die Wurzelpunkte 8'', die auf der Mantelfläche des Zwischenabschnitts 10 liegen. Jenseits der die Scheitel 8' verbindenden Umfangslinie, erstreckt sich dadurch eine kurze Zone S, die durch die in den Kernquerschnitt des Zwischenabschnitts 10 reichenden Rinnen zwischen den Mitnahmerippen 8 zwar geschwächt, aber dennoch durch die radial ausladenden Rippenbereiche eine Stabilisierung erfahren haben. Diese vorstehenden Scheitel 8' bringen auch eine Anpassungsfreiheit bezüglich des Zwischenabschnitt-Durchmessers bei gleichen Einsteck-Verbindungsbedingungen zur Schraube. Die kraftübertragende Eindringtiefe in die Schraube reicht im allgemeinen nur etwa maximal über die Hälfte des Abschnitts Ab und ist auch jedenfalls für die Prüfdrehmomente DIN-genormt. An der konischen Stufe 12 vom kreisrunden Querschnitt des Zwischenabschnitts 10 zum Mehrkantabschnitt 11 liegt der elastische Ring 16, angeordnet in einer Innennut 15 des Maschinenfutters 13, an und zieht dadurch den Schraubendrehereinsatz 1 in das Maschinenfutter 13 hinein, bis die Strinfläche 17 am Boden des Maschinenfutters 13 anliegt. Diese Halterung kann wegen des einziehenden Moments erhebliche Toleranzen ausgleichen, was wiederum der Produktion des Einsatzes 1 insgesamt im Wege der (nie so absolut genau durchzuführenden) Kaltverformung entgegen kommt.
    Die Gesamt-Länge des dargestellten Schraubendrehereinsatzes 1 beträgt entsprechend der DIN-Norm 25 mm. Diejenige abzüglich des Mehrkantabschnittes etwa 17 mm. Der Zwischenabschnitt 10 (einschließlich des Abschnitts S) und Abtriebsendabschnitt nehmen also ca. 70% der Gesamtlänge des Einsatzes 1 ein. Die Länge der Zone S beträgt dabei ca. die Hälfte der Länge des Abschnitts Ab und etwa gerade die Länge des in die Schraube eintauchbaren Abtriebsendabschnittes; die restliche Länge des Zwischenabschnitts 10 von den Wurzeln 8'' bis zur Stufe 16 etwas mehr als das Zweifache der Länge dieses Abtriebsendabschnittes Ab bzw. etwas mehr als das Vierfache der Länge der Zone S. Die Länge des Zwischenabschnitts 10 plus Zone S beträgt also ca. 11 mm, diejenige plus Abtriebsendabschnitt 9 also 17 mm, diejenige bis zur Ebene der normalen Schraub-Einstecktiefe ca. 14 mm. Der Durchmesser des Mittelabschnitts beträgt etwa 4 mm. Das für die Torsionssteifigkeit des aus entsprechendem (üblicher Werkzeugstahl) Material bestehenden Zwischenabschnitts 10 mitverantwortliche Verhältnis von Durchmesser zu Länge istdemgemäß 0,3. Dieses Verhältnis schafft eine Torsionseigenschaft, die für die Kraftübertragung von einem Maschinenschrauber auf eine Schraube erhebliche Verbesserungen bringt dadurch, daß Belastungsspitzen abgefedert werden. Dem Erreichen des zur plastischen Verformung führenden Drehmomentes bzw. des Bruchdrehmomentes solcher Schraubendrehereinsätze geht dadurch eine erhebliche elastische Torsion voraus, die sich als Rückstellmoment über erhebliche Drehwinkel-Energiespitzen abflachend auswirkt und nachweisbar ist über die Größe des Rückdrehwinkels bei Erreichen des Verformungs-Drehmomentes bzw. des Bruch-Drehmomentes. Dieser Rückdrehwinkel liegt bei bekannten Einsätzen bei 2 Grad; bei den erfindsgemäß gestalteten Lösungen hingegen bei 3,5-8 Grad. Die Gebrauchstorsion bewirkt auch, daß eine Verformung der Schrauben-Eingriffsflächen der Rippen 8 unterbunden ist.
    Jedes Verhältnis Durchmesser zu Länge des Zwischenabschnitts 10, welches kleiner als 0,5 und größer als 0,2 ist, bringt diese erhebliche Verbesserung der abgefederten Belastungsspitzen. Es ergeben sich auch optimale Verhältnisse in Relation zur Zone S, in welcher der Schraubendrehereinsatz abschert, wenn seine Materialbelastungsgrenze, insbesondere bei zu großer schlagartiger Torsion, überschritten wird.
    Zum Eindrehen der Kreuzschlitzschraube 2 wird der Schraubendrehereinsatz 1 derart angesetzt, daß seine Schraubendreherspitze 7 formschlüssig in den Kreuzschlitz 6 der Kreuzschlitzschraube eingreift. Treten während des Einschraubens der Kreuzschlitzschraube größere Energiespitzen auf, hervorgerufen z.B. durch einen schnellen Gegen-Kraftanstieg an der Schraube, so führt dieses zu einer noch im elastischen Bereich bleibenden Torsion des Zwischenabschnittes 10, vornehmlich auf dessen Bereich T. Dessen Torsions-Widerstandsmoment ist auch kleiner als das Widerstandsmoment gegen Verformung im Schraubendreherspitzen-Abschnitt 9. Große Energiespitzen werden demgemäß eliminiert, so daß die Schraubendreherspitze 7 vor zu großer Belastung geschont bleibt verbunden mit einer erhöhten Lebensdauer.
    Die in Fig. 3 veranschaulichte zweite Ausführungsform des Schraubendrehereinsatzes 18 entspricht weitgehend der vorbeschriebenen Ausgestaltung. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugsziffern versehen. Abweichend von der ersten Ausführungsform geht nun vom Mehrkantabschnitt 11 eine Axialhöhlung 19 aus, die sich über den Zwischenabschnitt 10 erstreckt und vor dem Spitzenabschnitt 9 bzw. der Zone S endet. Auf diese Weise erhält man eine Änderung bzw. Anpassungsmöglichkeit für das Torsions-Widerstandsmoment des Zwischenabschnitts 10, so daß eine Torsion desselben eventuell schon bei sehrgeringer Belastung auftritt. Eine Variation kann man bei einer solchen Ausführungsform dadurch erhalten, daß im Durchmesser unterschiedlich große Axialhöhlungen gewählt werden.
    Weiterhin läßt sich das Torsions-Widerstandmoment des Zwischenabschnitts durch seine Form und Querschnittsgröße 6 bestimmen. Es ist daher eine optimale Anpassung an die unterschiedlichsten Gegebenheiten möglich.

    Claims (7)

    1. Schraubendrehereinsatz mit endständigem Antriebsbereich zum Einstecken in ein Maschinenfutter, einem Zwischenabschnitt und einem Antriebsbereich mit einer Schraubendreherspitze (7), die für den Eingriff in Kreuzschlitzschrauben in gleicher Umfangsverteilung angeordnete Mitnahmerippen (8) aufweist, deren Scheitel (8') radial über den Querschnitt des Zwischenabschnitts (10) überstehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabschnitt eine tordierbare Zone aufweist, daß das Verhältnis von Durchmesser zu Länge des gleichbleibenden Querschnitts besitzenden Zwischenabschnitts (10) kleiner als 0,5 und größer als 0,2 ist und der Quotient aus Verdreh-Fließgrenze und Torsionsmodul der tordierbaren Zone T derart ist, daß bis zum Erreichen des zur plastischen Verformung/Bruch führenden Drehmomentes der aus der elastischen Rückstellkraft des Zwischenabschnitts (10) resultierende Rückdrehwinkel bei 3,5 bis 8 Grad liegt, ausgenommen solche Schraubendrehereinsätze, bei welchen das Verhältnis von Durchmesser zu Länge des Zwischenabschnitts kleiner/gleich 0,253 ist, und ausgenommen solche, bei welchen der Rückdrehwinkel kleiner als 4,1 Grad ist.
    2. Schraubendrehereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Durchmesser zu Länge des ca. 14 mm langen Zwischenabschnitts kleiner als 0,5 ist.
    3. Schraubendrehereinsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Durchmesser zu Länge des bis zu den Scheiteln (8') der Rippen (8) reichenden Zwischenabschnitts (10) 1:3 beträgt und bis zur Schraubendrehereinsatz-Spitze (9') ca. 1:4.
    4. Schraubendrehereinsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Axialhöhlung (19) im Zwischenabschnitt (10).
    5. Schraubendrehereinsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitel (8') der Mitnahme-Rippen (8) bis zu ihrer Wurzel eine Zone S bilden, deren dynamische Torsionfestigkeit kleiner ist als diejenige des restlichen Zwischenabschnitts (10).
    6. Schraubendrehereinsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabschnitt (10) in gleichbleibendem kreisrunden Querschnitt bis zu einer kegelstumpfförmigen Übergangsstufe (16) zum Mehrkantabschnitt (11) reicht, welche Übergangsstufe nur ca. 1/7 der Länge des Zwischenabschnitts (10) einnimmt, und auf dieser Länge den Übergang auf den etwa doppelt so großen Querschnitt des Mehrkantabschnitts (11) bringt mit einem Kegelwinkel von etwa 50°.
    7. Schraubendrehereinsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Zwischenabschnitts (10) größer ist als die Länge der Zone S und etwas kleiner als die Länge (Ab) des Abtriebsendabschnitts (9) ist.
    EP89104230A 1988-03-10 1989-03-09 Schraubendrehereinsatz Expired - Lifetime EP0336136B2 (de)

    Priority Applications (1)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    AT89104230T ATE75982T1 (de) 1988-03-10 1989-03-09 Schraubendrehereinsatz.

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE3807972 1988-03-10
    DE3807972 1988-03-10

    Publications (3)

    Publication Number Publication Date
    EP0336136A1 EP0336136A1 (de) 1989-10-11
    EP0336136B1 EP0336136B1 (de) 1992-05-13
    EP0336136B2 true EP0336136B2 (de) 1998-03-11

    Family

    ID=6349389

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP89104230A Expired - Lifetime EP0336136B2 (de) 1988-03-10 1989-03-09 Schraubendrehereinsatz

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    Country Link
    EP (1) EP0336136B2 (de)
    JP (1) JPH02503405A (de)
    AT (1) ATE75982T1 (de)
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