EP1060842A2 - Übertragungselement zum Übertragen eines Drehmoments - Google Patents

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EP1060842A2
EP1060842A2 EP00111749A EP00111749A EP1060842A2 EP 1060842 A2 EP1060842 A2 EP 1060842A2 EP 00111749 A EP00111749 A EP 00111749A EP 00111749 A EP00111749 A EP 00111749A EP 1060842 A2 EP1060842 A2 EP 1060842A2
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING, OR HOLDING
    • B25B15/00—Screwdrivers
    • B25B15/001—Screwdrivers characterised by material or shape of the tool bit
    • B25B15/004—Screwdrivers characterised by material or shape of the tool bit characterised by cross-section
    • B25B15/008—Allen-type keys
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    • B25B15/004—Screwdrivers characterised by material or shape of the tool bit characterised by cross-section
    • B25B15/005—Screwdrivers characterised by material or shape of the tool bit characterised by cross-section with cross- or star-shaped cross-section

Definitions

  • An example of an element used to transmit torque is a screwdriver or a screwdriver bit, usually referred to as a bit. All of these Common to transmission elements is that they are made by hand or automatically into an opening, recess or the like Component are used, and that then the transmission element is rotated. This turn is on transferred the component.
  • screwdrivers and Screwdriver bits There are a variety of shapes for screwdrivers and Screwdriver bits. In addition to the slotted and Phillips screwdrivers there are also shapes that are just rounded off extending side walls are composed. The forms of screwdriver bits are sorted according to different Aspects optimized, for example according to the size of the torque to be transmitted. The individual shapes have Advantages, mostly with disadvantages in other respects are connected.
  • a tool has already been proposed for loosening screws been (DE 19526631 A1), the shape and configuration a left-hand twist drill. If this Tool with its tip in a screw drive training fits in, so the tool can unscrew this screw, if necessary as a cutting tool the screw head to destroy.
  • the invention has for its object a form for a Transmission element for the transmission of a torque create a backlash-free engagement of the transmission element into an opening.
  • the invention proposes a transmission element with the features of claim 1. Training the invention are the subject of the dependent claims, their wording as well as the wording of the summary made by reference to the content of the description becomes.
  • the transmission element can be a screwdriver bit, for example his. It contains one in the area of its one end Section that is designed to engage an opening and is adapted to the cross section of this opening.
  • This engaging section has a cross-sectional shape that of deviates from a circular shape and over the length of the engagement section is essentially constant. However, that changes Orientation of the cross-sectional shape over the length of this Engaging section.
  • This configuration will surprisingly possible with the transmission element insert its engaging portion into the openings so that the intervention takes place without play.
  • the backlash-free intervention means among other things also that the axis of the transmission element and the axis of the opening and thus the axis of the opening having component are aligned and remain.
  • cross-sectional shape is a square
  • Both the shape of the cross-section, namely the square, as its size is also largely retained.
  • the play-free intervention in the opening results in but another advantage, that is that with the Hang the component provided with the opening on the transmission element can remain, depending on the force with which the transmission element is inserted into the opening.
  • This can be used for this be an automatically controlled feeding of a Screw into a hole.
  • a robot that works with a screwdriver bit in the form of the invention Proposed transmission element is provided get the screws from a magazine and to the spot bring where they should be screwed. Due to the The robot can also align the screw position correctly and screw directly under feed.
  • the change in the orientation of the cross-sectional shape can be seen in be present in both directions, also on a transmission element self.
  • the orientation the cross-sectional shape changes in only one direction of rotation. This can facilitate the manufacture of the transmission element.
  • the invention can be used in all known forms of cross sections of screwdriver bits.
  • cross-sectional shape can be designed in any way in which the cross-sectional shape can be designed.
  • a cross-sectional shape is in the state known in the art. However, the state of the art changes the orientation of the cross-sectional shape over the length is not. All known screwdriver forms of this type are cylindrical educated.
  • the engaging portion is in the form of a twisted column or of a twisted cylinder.
  • cross section of the engagement section Has corners. While in the prior art increasingly passes to corners in cross section and thus Avoiding edges when using screwdrivers is the key Invention can also be used with advantage in such forms which have edges.
  • the cross section can take the form of a regular one Have polygons, for example a regular one Hexagons.
  • Edges of the engagement section run obliquely to the longitudinal direction. They can be both linear and helical run.
  • the invention proposes the length of the engagement section to make it larger than the depth of the opening. At wear of the engagement section can be easy can be shortened so that the transmission element is then used further can be.
  • the transmission element proposed by the invention has Another big advantage is that it adapts to the shape of the Openings must be adapted, but that with the known Openings can interact.
  • the transmission element leaves so use the existing components without that they need to be changed.
  • FIG 1 shows an example of a transmission element according to the invention a screwdriver bit 1.
  • a screwdriver bit 1 This contains in the example shown a base 2 with one in it arranged square recess 3 shown in dashed lines. With this square recess 3, the screwdriver bit 1 for example on a square neck of a drive tool be put on.
  • a shaft 4 On the 3 facing away from the recess On the side of the base 2, a shaft 4 is formed which extends extends up to a front end 5.
  • the shaft 4 is with its free end for insertion into an opening 7 of a Determines screw head 6, which is indicated in Figure 1.
  • the shaft 4 has the cross-sectional shape of a regular one Hexagons on, see the sections of Figures 2 and 3 in an enlarged view Scale.
  • the section of Figure 2 shows in an enlarged view Scale a section through the engagement section 8 of the screwdriver bit 1 shortly before its end 5 and the Section of Figure 3 shows the section immediately in the area the end face 9 of the screw head 6. From the comparison of the both Figures 2 and 3 shows that the shape of the cross section of the engaging portion 8 over the axial length this section 8 does not change, but the orientation changes over the length of section 8.
  • the cuts Figures 2 and 3 are with the engaged portion 8 drawn.
  • the edges 10 of the engagement section 8, which in the Cross-section form the corners 11, run obliquely to the longitudinal axis, but parallel to each other.
  • the between the edges 10 permanent side surfaces 12 deviate from a flat shape.
  • the engagement section 8 is so far in the opening 7 of the Screw head 6 inserted, as is possible. Thereby it reaches the position in the area of its free end 5, which is shown in Figure 2. In the area of the beginning of the Opening 7, that is to say on the end face 9 of the screw head 6, he takes the position shown in Figure 3. Thereby it can be seen that the engagement section 8 actually is arranged without play in the opening 7. With a "straight" extending engagement section 8 would make a cut in all Levels, for example, give a representation of Figure 2. Here, the engagement section would have a game that results from the Difference in the size of the opening and the engaging portion would result.
  • edges 10 in Figure 1 run obliquely to the right or to the left.
  • the invention is also applicable in such cases where the transmission of the torque is not along lines or Edges, but along surfaces in the course of a cross-section takes place, as shown now with reference to Figures 9 to 12 becomes.
  • the tool of FIGS. 9 to 12 is a cross section with six concave and six convex Arches that merge into each other without the formation of edges.
  • Such tools are known under the Torx brand.
  • Here can one can no longer speak of the edges being oblique to the Longitudinal axis run, but you can see from the side view of Figure 9 again that through the projections of the cross section formed ribs also slightly oblique to Longitudinal axis.
  • the Orientation of the cross section over the length of the engagement section changes, but not the shape and size of the cross section.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
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Abstract

Ein Element (1) zum Übertragen eines Drehmoments enthält einen Schaft (4) mit einem Eingriffsabschnitt (8), der beispielsweise an einem freien Ende des Schaftes ausgebildet ist. Mit dem Eingriffsabschnitt wird das Element in eine Öffnung (7) eines Bauelements (6) eingesetzt, das mit Hilfe des Übertragungselements verdreht werden soll.
Der Eingriffsabschnitt (8) weist eine über seine Länge konstante Form und Größe seines Querschnitts auf, während sich die Orientierung des Querschnitts über diese Länge ändert. Beispielsweise kann sich die Orientierung in einer Drehrichtung leicht ändern, so dass eine tordierte Form entsteht.

Description

Ein Beispiel für ein Element, mit dem ein Drehmoment übertragen werden soll, ist ein Schraubendreher oder ein Schraubendreher-Einsatz, üblicherweise als Bit bezeichnet. Allen diesen Übertragungselementen ist gemeinsam, dass sie von Hand oder automatisch in eine Öffnung, Vertiefung oder dgl. eines Bauelements eingesetzt werden, und dass dann das Übertragungselement in Drehung versetzt wird. Diese Drehung wird auf das Bauelement übertragen.
Es gibt eine Vielzahl von Formen für Schraubendreher und Schraubendreher-Einsätze. Neben den Schlitz-und Kreuzschlitzschraubendrehern gibt es auch Formen, die nur aus abgerundet verlaufenden Seitenwänden zusammengesetzt sind. Die Formen von Schraubendreher-Einsätzen werden nach unterschiedlichsten Gesichtspunkten optimiert, beispielsweise nach der Größe des zu übertragenden Drehmoments. Die einzelnen Formen haben Vorteile, die meistens mit Nachteilen in anderer Hinsicht verbunden sind.
Zum Lösen von Schrauben ist bereits ein Werkzeug vorgeschlagen worden (DE 19526631 A1), das die Form und Ausgestaltung eines linksgewendelten Spiralbohrers aufweist. Falls dieses Werkzeug mit seiner Spitze in eine Schraubenantriebsausbildung hineinpasst, so kann das Werkzeug diese Schraube herausdrehen, notfalls als spanabhebendes Werkzeug den Schraubenkopf zerstören.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Form für ein Übertragungselement zur Übertragung eines Drehmoments zu schaffen, die einen spielfreien Eingriff des Übertragungselements in eine Öffnung möglich macht.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Übertragungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren Wortlaut ebenso wie der Wortlaut der Zusammenfassung durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird.
Das Übertragungselement kann beispielsweise ein Schraubendreherbit sein. Es enthält im Bereich seines einen Endes einen Abschnitt, der zum Eingreifen in eine Öffnung ausgebildet und dem Querschnitt dieser Öffnung angepasst ist. Dieser Eingriffsabschnitt weist eine Querschnittsform auf, die von einer Kreisform abweicht und über die Länge des Eingriffsabschnitts im Wesentlichen konstant ist. Jedoch ändert sich die Orientierung der Querschnittsform über die Länge dieses Eingriffsabschnitts. Durch diese Ausgestaltung wird es überraschenderweise möglich, das Übertragungselement mit seinem Eingriffsabschnitt so in die Öffnungen einzusetzen, dass der Eingriff spielfrei erfolgt. Der spielfreie Eingriff bedeutet u.a. auch, dass die Achse des Übertragungselements und die Achse der Öffnung und damit die Achse des die Öffnung aufweisenden Bauelements ausgerichtet sind und bleiben.
Beim Einschieben des Eingriffsabschnitts gelangt dieser, je nach den Toleranzen bei der Herstellung des Bauelements und/oder des Übertragungselements, in einen spielfreien Eingriff mit den Wänden der Vertiefung. Dies geschieht in der Regel, bevor der Eingriffsabschnitt auf dem Boden der Vertiefung zur Anlage kommt.
Wenn beispielsweise die Querschnittsform ein Viereck ist, so zeigen Querschnitte mit zunehmendem Abstand von dem Ende des Eingriffsabschnitts ein sich zunehmend verdrehendes Viereck. Sowohl die Form des Querschnitts, nämlich das Viereck, als auch seine Größe bleiben dabei im Wesentlichen erhalten.
Durch den spielfreien Eingriff in die Öffnung ergibt sich aber noch ein weiterer Vorteil, nämlich der, dass das mit der Öffnung versehene Bauteil an dem Übertragungselement hängen bleiben kann, je nachdem, mit welcher Kraft das Übertragungselement in die Öffnung eingesteckt wird. Dies kann dazu verwendet werden, eine automatisch gesteuerte Zuführung einer Schraube in eine Bohrung durchzuführen. Ein Roboter, der mit einem Schraubendreherbit in der Form des von der Erfindung vorgeschlagenen Übertragungselements versehen ist, kann sich die Schrauben aus einem Magazin holen und zu der Stelle bringen, wo sie eingeschraubt werden sollen. Aufgrund der Ausrichtung der Schraube kann der Roboter die Schraube auch korrekt positionieren und direkt unter Vorschub einschrauben.
Die Änderung der Orientierung der Querschnittsform kann in beiden Richtungen vorhanden sein, auch an einem Übertragungselement selbst.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass sich die Orientierung der Querschnittsform in nur einer Drehrichtung ändert. Dies kann die Herstellung des Übertragungselements erleichtern.
Die Erfindung kann bei allen bekannten Formen von Querschnitten von Schraubendreher-Einsätzen angewandt werden.
Eine Möglichkeit, wie die Querschnittsform ausgebildet sein kann, ist eine Querschnittsform mit abgerundeten Vorsprüngen und Rücksprüngen. Eine solche Querschnittsform ist im Stand der Technik bekannt. Im Stand der Technik ändert sich aber die Orientierung der Querschnittsform über die Länge nicht. Alle bekannten Schraubendreherformen dieser Art sind zylindrisch ausgebildet.
In nochmaliger Weiterbildung kann auch vorgesehen sein, dass der Eingriffsabschnitt die Form einer tordierten Säule oder eines tordierten Zylinders aufweist.
Es ist auch möglich, dass der Querschnitt des Eingriffsabschnitts Ecken aufweist. Während man im Stand der Technik zunehmend dazu übergeht, Ecken im Querschnitt und damit Kanten bei Schraubendreher-Einsätzen zu vermeiden, ist die Erfindung auch mit Vorteil bei solchen Formen anwendbar, bei denen Kanten vorhanden sind.
Beispielsweise kann der Querschnitt die Form eines regelmäßigen Vielecks aufweisen, also beispielsweise eines regelmäßigen Sechsecks.
Bei der Querschnittsform mit Ecken können erfindungsgemäß die Kanten des Eingriffsabschnitts schräg zur Längsrichtung verlaufen. Sie können dabei sowohl geradlinig als auch schraubenlinienförmig verlaufen.
Die Erfindung schlägt vor, die Länge des Eingriffsabschnitts größer zu machen als es der Tiefe der Öffnung entspricht. Bei einer Abnutzung des Eingriffsabschnitts kann dieser einfach verkürzt werden, so dass dann das Übertragungselement weiterverwendet werden kann.
Das von der Erfindung vorgeschlagene Übertragungselement hat den weiteren großen Vorteil, dass es zwar an die Form der Öffnungen angepaßt sein muss, dass es aber mit dem bekannten Öffnungen zusammenwirken kann. Das Übertragungselement lässt sich also mit den vorhandenen Bauelementen verwenden, ohne dass diese geändert zu werden bräuchten.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1
eine Seitenansicht eines Schraubendreherbits nach der Erfindung;
Fig. 2
einen Schnitt längs Linie II-II in Figur 1;
Fig. 3
einen der Figur 3 entsprechenden Schnitt längs Linie III-III in Figur 1;
Fig. 4
perspektivisch das Schraubendreherbit der Figur 1;
Fig. 5
eine der Figur 1 entsprechende Darstellung eines vierkantigen Schraubendreher-Einsatzes;
Fig. 6
eine perspektivische Darstellung des Schraubendreherbits der Figur 5;
Fig. 7
einen der Figur 2 entsprechenden Schnitt durch den Schraubendreher-Einsatz der Figur 5;
Fig. 8
einen der Figur 3 entsprechenden Schnitt durch den Schraubendreher-Einsatz der Figur 5;
Fig. 9
eine den Figuren 1 und 5 entsprechende Seitenansicht einer dritten Ausführungsform eines Schraubendreherbits nach der Erfindung;
Fig. 10
einen Schnitt längs Linie X-X in Figur 9;
Fig. 11
einen Schnitt längs Linie XI-XI in Figur 9;
Fig. 12
eine perspektivische Darstellung eines Schraubendreherbits nach Figur 9.
Figur 1 zeigt als ein Beispiel für ein Übertragungselement nach der Erfindung ein Schraubendreherbit 1. Dieses enthält im dargestellten Beispiel einen Sockel 2 mit einer darin angeordneten gestrichelt dargestellten Vierkantvertiefung 3. Mit dieser Vierkantvertiefung 3 kann das Schraubendreherbit 1 beispielsweise auf einen Vierkantansatz eines Antriebswerkzeugs aufgesetzt werden. Auf der der Vertiefung 3 abgewandten Seite des Sockels 2 ist ein Schaft 4 ausgebildet, der sich bis zu einem Stirnende 5 hin erstreckt. Der Schaft 4 ist mit seinem freien Ende zum Einsetzen in eine Öffnung 7 eines Schraubenkopfs 6 bestimmt, der in der Figur 1 angedeutet ist. Der Schaft 4 weist die Querschnittsform eines regelmäßigen Sechsecks auf, siehe die Schnitte der Figur 2 und 3 in vergrößertem Maßstab. Der Schnitt der Figur 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch den Eingriffsabschnitt 8 des Schraubendreherbits 1 kurz vor dessen Ende 5 und der Schnitt der Figur 3 zeigt den Schnitt unmittelbar in Bereich der Stirnseite 9 des Schraubenkopfs 6. Aus dem Vergleich der beiden Figuren 2 und 3 ergibt sich, dass die Form des Querschnitts des Eingriffsabschnitts 8 sich über die axiale Länge dieses Abschnitts 8 nicht ändert, dass sich aber die Orientierung über die Länge des Abschnitts 8 ändert. Die Schnitte der Figur 2 und 3 sind bei festgehaltenem Eingriffsabschnitt 8 gezeichnet. Die Kanten 10 des Eingriffsabschnitts 8, die im Querschnitt die Ecken 11 bilden, verlaufen schräg zur Längsachse, aber parallel zueinander. Die zwischen den Kanten 10 bleibenden Seitenflächen 12 weichen von einer ebenen Form ab.
Der Eingriffsabschnitt 8 wird soweit in die Öffnung 7 des Schraubenkopfs 6 eingesteckt, wie dies möglich ist. Dadurch gelangt er im Bereich seines freien Endes 5 in die Position, die in Figur 2 dargestellt ist. Im Bereich des Beginns der Öffnung 7, also an der Stirnfläche 9 des Schraubenkopfs 6, nimmt er die in Figur 3 dargestellte Position ein. Dadurch ist ersichtlich, dass der Eingriffsabschnitt 8 tatsächlich spielfrei in der Öffnung 7 angeordnet ist. Bei einem "gerade" verlaufenden Eingriffsabschnitt 8 würde ein Schnitt in allen Ebenen beispielsweise eine Darstellung der Figur 2 ergeben. Hier hätte der Eingriffsabschnitt ein Spiel, das sich aus dem Unterschied der Größe der Öffnung und des Eingriffsabschnitts ergeben würde.
Es spielt für die Erfindung keine Rolle, ob die Kanten 10 in Figur 1 nach rechts oder nach links schräg verlaufen.
Was in den Figur 1 bis 4 für einen sechseckigen Querschnitt dargestellt und beschrieben wurde, gilt in gleicher Weise auch für Querschnitte anderer Formen, wie dies in den Figuren 5 bis 8 für einen viereckigen Querschnitt dargestellt wird. Auch hier verlaufen die Kanten 10 des Eingriffsabschnitts 8 leicht schräg gegenüber der Längsachse, so dass sich hier eine tordierte viereckige Säule ergibt. Wieder kann man aus dem Vergleich der beiden Schnitte in Figur 7 und 8 sehen, dass der Eingriff tatsächlich spielfrei erfolgt.
Bei den Querschnittsformen mit Kanten 10 bzw. Ecken 11 erfolgt die Anlage beim Übertragen eines Drehmoments längs Linien zwischen den Wänden der Öffnung 7 und den Seitenflächen des Eingriffsabschnitts.
Die Erfindung ist aber auch in solchen Fällen anwendbar, wo die Übertragung des Drehmoments nicht längs Linien oder Kanten, sondern längs Flächen im Verlaufe eines Querschnitts erfolgt, wie dies jetzt anhand der Figuren 9 bis 12 dargestellt wird.
Bei dem Werkzeug der Figuren 9 bis 12 handelt es sich um einen Querschnitt mit sechs konkaven und sechs konvexen Bögen, die ohne Bildung von Kanten ineinander übergehen. Solche Werkzeuge sind unter der Marke Torx bekannt. Hier kann man zwar nicht mehr davon sprechen, dass Kanten schräg zur Längsachse verlaufen, man sieht aber aus der Seitenansicht der Figur 9 wieder, dass die durch die Vorsprünge des Querschnitts gebildeten Rippen ebenfalls leicht schräg zur Längsachse verlaufen. Wieder ergibt sich aus dem Vergleich der beiden Schnitte in Figuren 10 und 11, dass sich die Orientierung des Querschnitts über die Länge des Eingriffsabschnitts ändert, nicht aber die Form und Größe des Querschnitts. Auch hier ist ein spielfreier Eingriff gegeben.

Claims (9)

  1. Übertragungselement zum Übertragen eines Drehmoments, mit
    1.1 einem Schaft (4) mit einem Eingriffsabschnitt (8), der
    1.2 zum Eingreifen in eine Öffnung (7) ausgebildet ist und
    1.3 eine von einer Kreisform abweichende Querschnittsform aufweist, die
    1.4 über die Länge des Eingriffsabschnitts (8) im Wesentlichen konstant ist, wobei
    1.5 sich die Orientierung der Querschnittsform über die Länge des Eingriffsabschnitts (8) ändert.
  2. Übertragungselement nach Anspruch 1, bei dem sich die Orientierung der Querschnittsform in nur einer Drehrichtung ändert.
  3. Übertragungselement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Querschnitt abgerundet ausgebildet ist.
  4. Übertragungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Eingriffsabschnitt (8) die Form einer tordierten Säule aufweist.
  5. Übertragungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Eingriffsabschnitt (8) die Form eines tordierten Zylinders aufweist.
  6. Übertragungselement nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5, bei dem der Querschnitt des Eingriffsabschnitts (8) Ecken (11) aufweist.
  7. Übertragungselement nach Anspruch 6, bei dem der Querschnitt des Eingriffsabschnitts (8) die Form eines regelmäßigen Vielecks aufweist.
  8. Übertragungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kanten (10) des Eingriffsabschnitts (8) schräg zur Längsrichtung verlaufen.
  9. Übertragungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Länge des Eingriffsabschnitt (8) größer ist als die Tiefe der Öffnung (7).
EP00111749A 1999-06-12 2000-06-02 Übertragungselement zum Übertragen eines Drehmoments Withdrawn EP1060842A3 (de)

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