EP1422027A2 - Schraubwerkzeug, insbesondere Schraubendreher-Einsatz - Google Patents

Schraubwerkzeug, insbesondere Schraubendreher-Einsatz Download PDF

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EP1422027A2
EP1422027A2 EP03028939A EP03028939A EP1422027A2 EP 1422027 A2 EP1422027 A2 EP 1422027A2 EP 03028939 A EP03028939 A EP 03028939A EP 03028939 A EP03028939 A EP 03028939A EP 1422027 A2 EP1422027 A2 EP 1422027A2
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EP
European Patent Office
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tool according
screwing tool
front part
surface portions
length
Prior art date
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EP03028939A
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EP1422027B1 (de
EP1422027A3 (de
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Horst Holland-Letz
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Felo Werkzeugfabrik Holland Letz GmbH
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Felo Werkzeugfabrik Holland Letz GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B15/00Screwdrivers
    • B25B15/001Screwdrivers characterised by material or shape of the tool bit
    • B25B15/002Screwdrivers characterised by material or shape of the tool bit characterised by material used or surface finishing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B15/00Screwdrivers
    • B25B15/001Screwdrivers characterised by material or shape of the tool bit
    • B25B15/004Screwdrivers characterised by material or shape of the tool bit characterised by cross-section
    • B25B15/005Screwdrivers characterised by material or shape of the tool bit characterised by cross-section with cross- or star-shaped cross-section

Definitions

  • the invention relates to a screwing tool according to the preamble of the claim 1 specified genus.
  • Screwing tools of this kind can especially for Phillips screws or TORX® screws, but also designed for screws with other internal profiles and implemented on screwdriver bits or on screwdriver blades be.
  • PCT-WO 01/66312 A1 designed as a screwdriver insert screwing of this type (PCT-WO 01/66312 A1) consists of the front part of one by pressing or injection molding and subsequent sintering of cemented carbide bodies produced from metal powder, which is attached to a drive part made of steel.
  • the length of the carbide front part is at most equal to 2.2 times the Length of penetrating section to be inserted into a screw.
  • the profile section of the front part has a relatively short Length.
  • the grooves of the penetration section go over a radially outwardly curved Outlet or transition section in a base section over, with the Drive part of the screwdriver bit is connected.
  • the aim is, the Length of the penetration section and also the length of the front part as far as possible short to form a high when pressing the blank from metal powder Compaction and a homogeneous structure up to the top of the profile section and to reach its profile webs.
  • the surface of the blank becomes small be held so that the frictional resistance during ejection from the molding die is small and the formation of hairline cracks is avoided, which can occur when the ejector pressure acting on the blank becomes too high, and the load capacity of the Reduce front part made of hard metal. Nevertheless, the reproducibility such inserts not yet fully satisfactory.
  • a screwdriver insert is known (FR 2 469 250 A), in which a Base portion has a right angle to the longitudinal axis extending end face of which projects from a conical, cross-shaped profile section.
  • the transitions from the profile section in the base section are largely sharp-edged and have no defined radii, but only radii on, as they usually result of pressing the profile tip in a mold.
  • the invention is based on the object, the erwerkzug the beginning designated genus in such a way that, despite its production of metal powder and even with a comparatively short length its profile section a high breakage and torsional strength is achieved.
  • the invention has the advantage that a high breaking and torsional strength is achieved and the metal screwing tools are produced reproducible can, as both the grooved bottoms and the flanks of the crossbars means curved trained transition surfaces in the end face of the base portion leak.
  • edged crossing points in these areas seem to lead due to the brittleness of the materials used under load to voltage spikes, which lead to breakage of the tread peak at load values, which below the values required by the standards and in practice.
  • the invention is particularly in screwdriver bits with a cross point as with the Phillips® or Pozidriv® system.
  • an inventive screwing in the form of a Screwdriver insert of an elongated, one-piece body 1 the one end has a drive part 2 with a polygonal profile 3, which in a corresponding receptacle or in a feed of a rotary tool, for. B. a motor wrench, can be used.
  • a front end of the drive part 2 enters profiled front part 4 of the screwing over.
  • the front part 4 contains one the driving part 2 attaching, shaft-shaped base portion 5, the cylindrical here is trained.
  • Profile section 6, which like the base section 5 and the drive part 2 coaxial with a common longitudinal axis 7 is.
  • the profile section 6 contains at a front end of a conventional conical cross point with four cross-shaped webs 8, which are radial to the longitudinal axis 7.
  • the Outside edges of the webs 8 converge toward a tip 9.
  • the back ends the webs 8 go over into the front side of the base portion 5.
  • Webs 8 are V-shaped recesses or grooves 10 with groove bottoms 11th (Fig. 3), which in an adjacent to the tip 9 penetrating portion 12, the Penetration of the cross point in the corresponding Phillips profile of an associated Screw is used, are rectilinear.
  • the groove bottoms 11 z. B. as in the system Phillips® have a triangular cross-section or are concave roof-shaped and have a linear ridge line, such as Figs. 2 and 4 show.
  • the transition section 14 (FIGS. 1 and 3).
  • the Nutenböden 11 with longitudinal and transverse curved Transition surfaces 15 radially outward to the peripheral surface of the base portion 5 off.
  • the transition surfaces 15 go outward towards in each case a surface portion 16 on, in particular curved transversely according to FIG is trained.
  • the corresponding surface portions 16 of all four grooves 10 form at the same time between the webs 8 remaining parts of an end face of the adjacent base portion 5, each by the adjoining base surfaces the webs 8 is interrupted. As shown in FIG.
  • Fig. 3 shows that the groove bottoms 11 by means of the transition surfaces 15 steadily pass into the surface sections 16.
  • the transition surfaces 15 are preferably curved with radii of 0.15 mm to 2.0 mm, wherein radii of curvature from 0.5 mm to 1.5 mm are preferred.
  • the radius of curvature is Of course, depending on the sizes of the profile tips, by standards specified and with screwdrivers for Phillips screws in the sizes 00 to 4 are divided, to choose different sizes or to the profile tips adapt. The same applies to screwing tools for the TORX® system.
  • transition surfaces 15 and to them subsequent surface portions 16 until reaching the lateral surface of the base portion 5 radially continuous curved form (eg PCT-WO 01/66312 A1), consistently using the same but also different radii of curvature can be, the z. B. in the region of the transition surfaces 15 smaller than in the area the surface portions 16 are.
  • the surface portions 16 are in the lateral direction and on both Side by second transition surfaces 17a, 17b with the rear ends laterally Flanks 8a of the respective adjacent webs 8 connected.
  • the second transitional surfaces 17a, 17b have in the transverse direction, starting from the flanks 8a, preferably Radii of curvature from 0.15 mm to 2.0 mm, with particular advantage of 0.4 mm 1.5 mm.
  • the radii of curvature expediently increase from a Groove plates 11 near point radially outward to the circumferential surface of the base portion 5 out steadily, so that a total of a three-dimensional curved spout is formed.
  • FIG. 2 z. B.
  • transitional surfaces 17a, 17b are, as indicated in Fig. 2, in the transverse direction with curved a uniform radius. The respective radius can then also from the first transition surface 15 to be equal to the outside.
  • the radii of curvature of the transition surfaces 17a, 17b may be in the transverse direction but also change. This is indicated in the embodiment of FIG. 4, characterized that the transition surfaces 17a, 17b of partial surfaces 17a1, 17a2 and 17b1, 17b2 are composed, wherein the Generalf kauen 17a1, 17b1 at the web flanks 8a begin and larger radii of curvature than the adjoining partial surfaces 17a2, 17b2, the here to a flat surface portion 16 'shown out leak. Otherwise, the embodiment of FIG. 4 corresponds to that of FIG. 1 to 3, which is why the same parts are provided with the same reference numerals.
  • the groove bottoms 11 shown rounded in FIGS. 1 to 3 can also be shaped differently be. Instead of a roof-shaped cross-section could other and in particular Such cross sections may be provided, as in the case of screws of the different systems are common.
  • the length dimensions of the various parts or sections preferably correspond essentially those known from document PCT-WO 01/66312 A1.
  • the ratios of the lengths LP of the profile sections 6 to the lengths L0 the penetration portions 12 are preferably smaller than 1.5 and preferably 1.25 to 1.85.
  • z. B the length L0 of the penetration section 12 between 1.50 mm and 4.00 mm depending on size and screw system.
  • the diameter d0 (FIGS. 1 and 3) of the penetrating portion 12 is L0 at a distance from the top 9 between 2.3 mm and 8.0 mm.
  • the measure L0 is in the context of the present application at least equal to greatest depth of the inner profile in a screw head certain profile size, z. B. Pozidriv® 2. Conveniently, a measure is chosen for L0, which results from the greatest penetration depth plus a small surcharge results.
  • the measure LP is in Within the scope of the present application, the measure of the tip 9 of the front part 4 to to the outlet of the transition section 14 in the base section 5, wherein as a limit This outlet the Verschneidungsline the surface portions 16 with the peripheral surface of the base section 5 is defined.
  • Both dimensions are from the top 9 of the Front part 4 measured starting, from the edge, where a possible flat-cone-shaped tip surface merges into the lateral profile contour, or of the top surface itself, if it represents a plane that is perpendicular to Longitudinal axis 7 of the front part 4 is.
  • the base portion 5 may be a cylindrical, have hexagonal or otherwise shaped cross-sectional contour.
  • transition section 14 By the specified shape of the transition section 14 between the Penetration section 12 and base section 5, d. H. the combination of small radii and curved surfaces, a good power flow is achieved and thereby the breaking strength further increased at torsional load on the tip.
  • Fig. 5 and 6 relate to an embodiment of a screwing tool in shape a screwdriver insert for the Pozidriv® system.
  • This is different from the specific embodiments of the Phillips® system according to FIGS. 1 to 4 on the one hand by webs 19 with almost plane-parallel arranged flanks 19a, while the flanks 8a of the webs 8 as shown in FIG. 4 slightly wedge-shaped apart.
  • the area sections 16 can also be used in their more central areas each a comb-like, radially extending elevation 23 may be provided, as shown in FIG. 5 shows.
  • FIG. 5 shows.
  • FIGS. 7 to 9 show by analogy with FIGS. 1 to 6 an inventive screwing tool in the form of a screwdriver insert suitable for the TORX® system.
  • the screwing tool includes an only partially illustrated front part 26 with a Base section 27 and an adjoining profile section of length LP, the a penetration portion 29 of length L0 and a transition portion 30th is composed.
  • Webs 31 and grooves 32 have at the beginning a wavy, Characteristic for the TORX® system.
  • the grooves 32 have in the penetration section 29 parallel to a longitudinal axis 33 extending floors 34 with rectilinear Center lines 35.
  • Figs. 11 and 12 show an embodiment substantially corresponding to Figs. 1 to 4, which is why the same parts are again provided with the same reference numerals.
  • the lengths L0 determined according to the maximum penetration depths T (FIG. 11) in corresponding inner profiles 40 of screw heads 41 of assigned sizes and types, are approximately 5% to 20% in comparison to the usual one, according to FIGS shortened screwdriver inserts are shortened.
  • the portion 42 of the penetrating portion 12 due to the shortening is indicated by dotted lines.
  • An advantageous range of the cut K is between 7% and 12% of the length L0.
  • a reduction of 10% results in the following measures L0K for the shortened length:
  • the initial length L0 of the penetration section 12 is chosen about 3 to 5% longer than the respective maximum penetration depth T.
  • the profile contour outside the screw head 41 will continue somewhat.
  • the profile contour itself is determined by the ISO and works standards, starting from the Profile top, set.
  • the shortening of the dimensions L0 and L0K naturally also has one corresponding shortening of the dimensions LP to LPK result, whereby the contours of the Transition surfaces 15 and surface portions 16 as in unabridged L0 unchanged even with a shortened L0K remain.
  • the shortening of the penetration section 12 by the dimension K has an advantageous effect because of the shape of cemented carbide powder (eg according to PCT-WO 01/66312 A1), in particular in applications with cross-slot profiles.
  • This measure has, on the one hand, the consequence that, as the front part 4 is axially ejected from the forming die, the friction due to the smaller total surface area decreases.
  • the shortening at the tip of the penetration section 12 - at least in the case of conical cross tips - leads to an enlargement of the cross-sectional area of a tip 43, thus to a lower surface pressure during ejection and thereby to a reduction in the risk of the formation of hairline cracks.
  • the ratio of the length LPK of the shortened profile section to the length L0 of correspondingly shortened penetration portion 12 is in this embodiment 1.20 to 1.90 and is preferably greater than 1.5.
  • either roundings 45 or bevels 46 are provided at the radial outer edges of the webs 8 otherwise formed as in FIG.
  • the radius r of the rounding is about 10% to 12% of the thickness b of the webs 8.
  • the thickness b is constant in the system Pozidriv® over the length L0 of the profile, which is why the radius of the fillets 45 can be selected substantially constant.
  • the thickness b increases from the tip 9 towards the transition surface 15, and therefore, the radius r can increase slightly from the tip to the transition surface 15. But it can also be constant and be chosen according to a mean thickness of the webs 8 on their longitudinal extent.
  • the width a of the bevels 46 is preferably selected in a ratio of 6% to 10% to the thickness b of the webs 8.
  • FIG. 13 shows such a variant on the basis of an embodiment corresponding to FIG Area of the profile tip enlarged screwing shown, in the same Parts are provided with the same reference numerals as in Fig. 1.
  • Fig. 13 the front part 4 of the screwdriver bit with a profile tip of the Pozidriv® system.
  • the side edges run 8a the webs 8 on its longitudinal extent substantially parallel.
  • each is a flank of the four cross-shaped webs 8 slightly beveled in the front area.
  • the angle of a demolding slope formed thereby is between 1 ° and 5 ° with respect to a radial plane, the longitudinal axis 7 and an imaginary center plane of the Includes webs 8.
  • the attachment of the Entformungsschräge forming chamfer 47 on that flank, which when turning is loaded by screws and is designated 8b in Fig.
  • expiring surface portions 16 each have a preferably saddle-shaped (concave) recess 49 is attached.
  • Such recesses 49 are shown in FIG. 14 and 15 shown schematically, which otherwise correspond to FIGS. 2 and 3.
  • the Recesses 49 can also be incorporated as a flat, in the surface portions 16 Be realized surfaces. Through these recesses 49 in particular the funnel-like Shape of the cut core (Fig.15) improved. As a comparison of Fig. 15 with the Fig.
  • FIG. 3 shows, in which the surface portion 16 with a small Angle extends substantially radially, namely the filling of the profile tip during deformation of the blank by pressing or injection molding favors because of Mass flow is better conducted into the profile pockets in the die.
  • the surfaces 49 are even better detect. Their concave curvature in the circumferential direction also redirects the mass flow the side to the profile pockets in the die.
  • second transition surfaces 17a, 17b are acting on the webs 8 torsional forces in the Base section 5 passed. However, the effect of the second transition surfaces should be 17a, 17b, the radii of the Nutenböden 11 to the outside larger will not be disturbed.
  • the recesses 49 are useful only in arranged radially outer region and in the circumferential direction only via such Area extends that they end laterally in front of the second transitional surfaces 17 a, 17 b. This preserves the arched transitional zones formed by them, by means of which the stresses occurring under load of the webs 8 are kept small become. Overall, can be with the recesses 49 a very dense, homogeneous Filling the pockets of the mold when pressing or injection molding of the blanks to reach.
  • the angle that the recesses or surfaces 49 with the longitudinal axis 7 in a include and containing by the surface 49 set radial planes should significantly smaller than the angle ⁇ (Fig. 15) and is suitably smaller than 85 °.
  • Fig. 15 shows that the measure LP by the training the recess 49 is increased, so that the ratio LP to LO in the presence the recesses 49 larger than in the absence of these recesses 49 fails. In particular, in this embodiment, therefore, with conditions LP / L0> 1.5 achieved good results.
  • the inventive design of the profile section 6 and 29, 30 brings advantages not only for front parts of hard metal, preformed by pressing from metal powder but also for those which are preformed by injection molding. This also applies to screwdriver inserts, in which the front part 4, 26 part a one-piece body, the blank preferably by injection molding is preformed. In addition, this also applies accordingly to carbide made, the profile sections 6 and 29, 30 according to the invention having front parts, the their backs, z. B. by means of suitable anchoring elements, to the rest steel shafts of the blades fastened by hand screwdrivers become.
  • the invention is not limited to the described embodiments, which can be modified in many ways.
  • the radii of curvature of the Transition surfaces also be substantially the same.
  • the expiring surface portions 16, 37 in a perpendicular to the longitudinal axis 7, 33 extending plane to lay, especially when the Radii for the transitional surfaces 17a, 17b are sized so large that alone by they are given sufficiently low voltages in the transition areas.
  • the transition surfaces 17 a, 17 b and / or the surface portions 16, 37 also in the circumferential direction or in the radial direction next to each other, be composed of different radii of curvature surfaces. The same applies to the first transition surfaces 15 and 36.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug mit einem durch Formung und nachfolgendes Sintern eines Metallpulvers hergestellten, profilierten Vorderteil, das einen eine Stirnfläche aufweisenden Basisabschnitt (5) und einen Profilabschnitt (6) aufweist, der einen Eindringabschnitt und einen zwischen diesem und dem Basisabschnitt (5) angeordneten Übergangsabschnitt aufweist. Der Eindringabschnitt weist Stege (8) und zwischen diesen angeordnete Nuten (10) auf. Der Übergangsabschnitt wird durch radial auslaufende, die Stirnflächen des Basisabschnitts (5) bildende Flächenabschnite (16), erste, gewölbte Übergangsflächen (15), die die Nutenböden (11) in radialer Richtung mit Flächenabschnitten (16) verbinden, sowie zweite, ebenfalls gewölbte Übergangsflächen (17a, 17b) gebildet, die die Flächenabschnitte (16) in seitlicher Richtung mit den Stegflanken (8a) verbinden (Fig. 2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Schraubwerkzeuge dieser Art können insbesondere für Kreuzschlitzschrauben oder TORX®-Schrauben, aber auch für Schrauben mit anderen Innenprofilen ausgebildet und an Schraubendreher-Einsätzen oder auch an Schraubendreher-Klingen realisiert sein.
Bei einem bekannten, als Schraubendreher-Einsatz ausgebildeten Schraubwerkzeug dieser Art (PCT-WO 01/66312 A1) besteht das Vorderteil aus einem durch Pressen oder Spritzgießen und anschließendes Sintern aus Metallpulver hergestellten Hartmetallkörper, der an einem aus Stahl hergestellten Antriebsteil befestigt ist. Die Länge des aus Hartmetall bestehenden Vorderteils ist höchstens gleich dem 2,2-fachen der Länge eines in eine Schraube einzusetzenden Eindringabschnitts. Bei einem derartigen Schraubendreher-Einsatz hat der Profilabschnitt des Vorderteils eine relativ kurze Länge. Die Nuten des Eindringabschnittes gehen über einen radial nach außen gewölbten Auslauf- bzw. Übergangsabschnitt in einen Basisabschnitt über, der mit dem Antriebsteil des Schraubendreher-Einsatzes verbunden ist. Dabei wird angestrebt, die Länge des Eindringabschnittes und auch die Länge des Vorderteils insgesamt möglichst kurz auszubilden, um beim Pressen des Rohlings aus Metallpulver eine hohe Verdichtung und ein homogenes Gefüge bis in die Spitze des Profilabschnittes und dessen Profilstege zu erreichen. Außerdem wird die Oberfläche des Rohlings klein gehalten werden, damit der Reibungswiderstand beim Ausstoßen aus der Formmatrize klein ist und die Bildung von Haarrissen vermieden wird, die auftreten können, wenn der auf den Rohling wirkende Auswerferdruck zu hoch wird, und die Belastbarkeit des Vorderteiles aus Hartmetall stark vermindern. Dennoch ist die Reproduzierbarkeit derartiger Einsätze noch nicht voll befriedigend.
Daneben ist ein Schraubendreher-Einsatz bekannt (FR 2 469 250 A), bei dem ein Basisabschnitt eine rechtwinklig zur Längsachse verlaufende Stirnfläche aufweist, von der ein konischer, kreuzförmiger Profilabschnitt absteht. Die Übergänge vom Profilabschnitt in den Basisabschnitt sind weitgehend scharfkantig ausgebildet und weisen keine definierten Radien, sondern nur Radien auf, wie sie sich üblicherweise als Folge des Pressens der Profilspitze in einer Form ergeben. Bei Belastung durch ein Drehmoment treten an den Übergangskanten hohe Spannungen auf, was eine hohe Bruchgefahr insbesondere bei plötzlich ansteigender Torsionsbelastung zur Folge hat.
Die Herstellung von Schraubendreher-Einsätzen aus Werkzeugstahl erfolgt demgegenüber in der Regel durch formgebende Bearbeitung von aus Werkzeugstahl bestehenden Rohlingen, indem diese z. B. vorgedreht und durch radiales Pressen oder durch spanende Bearbeitung mit Profilen versehen werden. Daher treten hier die beschriebenen, durch Pressen oder Spritzgießen von Hartmetallpulvern verursachten Probleme nicht auf. Stattdessen wird bei solchen Einsätzen z.B. bemängelt, daß ihre Hals- bzw. Basisabschnitte herstellungsbedingt zu lang und daher bei gegebener Gesamtlänge die Antriebs- bzw. Einspannabschnitte zu kurz ausfallen. Daher ist es bei solchen Einsätzen bekannt (DE 296 21 782 U1), die Nutenböden des Eindringabschnitts über kurze Zwischenabschnitte mit dem Einspannabschnitt zu verbinden und die Zwischenabschnitte dabei je einer in der Mitte angeordneten, schrägen und ebenen Fläche sowie zwei seitlich davon angeordneten, im wesentlichen dreieckförmigen Flächen (Facetten) zu versehen. Der axiale Abstand der Mündungslinie der mittleren, ebenen Flächen in die Mantelfläche des Zwischenabschnitts von der Grundfläche des aus dem Eindringabschnitt und dem Zwischenabschnitt gebildeten Kegels ist dabei maximal halb so groß wie der Abstand der Mündungslinie von der Spitze des Kegels. Der Öffnungwinkel zwischen den Nutenböden und den schrägen mittleren Ebenen beträgt ca. 130°. Die Übergänge von den Nutenböden in die ebenen Auslaufflächen und der Stegflanken in die dreieckförmigen Facetten sind nicht näher definiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schraubwerkezug der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß trotz seiner Herstellung aus Metallpulver und auch bei vergleichsweise kurzer Länge seinen Profilabschnitts eine hohe Bruch- und Torsionsfestigkeit erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß eine hohe Bruch- und Torsionsfestigkeit erzielt wird und die Metall-Schraubwerkzeuge reproduzierbar hergestellt werden können, da sowohl die Nutenböden als auch die Flanken der Kreuzstege mittels gekrümmt ausgebildeter Übergangsflächen in die Stirnfläche des Basisabschnitts auslaufen. Dagegen führen kantige Übergangsstellen in diesen Bereichen offenbar aufgrund der Sprödigkeit der verwendbaren Materialien unter Belastung zu Spannungsspitzen, die zu einem Bruch der Profilspitze bei Belastungswerten führen, welche unter den nach den Normen verlangten und in der Praxis auftretenden Werten liegen. Wie langwierige Untersuchungen bei der Entwicklung insbesondere von Hartmetall-Vorderteilen ergeben haben, ist es erforderlich, die Einzelbereiche des Auslaufs im Detail zu gestalten, um durch Wahl der Rundungsradien, deren Verlauf in Radial- und Umfangsrichtung, der Übergänge ineinander und der Auslaufwinkel einerseits zu erreichen, daß der Materialfluß beim Pressen eines Rohlings aus Metallpulver oder beim Spritzgießen eines Rohlings mit einem zusätzlichen Kunststoffbindemittel in der Metallpulvermasse von dem Basisabschnitt in die Profilspitzen und -stege gleichmäßig und ungestört verläuft, andererseits die bei Belastung auftretenden Spannungen unter Vermeidung von Spannungsspitzen vom Eindringabschnitt so in den Basisabschnitt einzuleiten, daß die Belastbarkeit den Anforderungen in der Praxis des Einsatzes derartiger Schraubendreher-Einsätze entspricht.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist insbesondere bei Schraubendreher-Einsätzen mit einer Kreuzspitze so wie beim dem Phillips®- oder Pozidriv®-System vorteilhaft.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, ohne daß hierdurch der Schutzbereich der Erfindung eingeschränkt werden soll. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schraubwerkzeugs in Form eines Schraubendreher-Einsatzes in schematischer Darstellung;
  • Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Schraubwerkzeugs nach Fig. 1, jedoch unter Weglassung eines Antriebteils;
  • Fig. 3 einen Längsschnitt in der Ebene III-III der Fig. 2;
  • Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schraubwerkzeugs aus Richtung eines Pfeils IV in Fig. 3;
  • Fig. 5 und 6 perspektivische Darstellungen von zwei weiteren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Schraubwerkzeugs in Form von für das Pozidriv®-System bestimmten Schraubendreher-Einsätzen;
  • Fig. 7 bis 9 ein Schraubwerkzeug in Form eines für das TORX®-System bestimmten Schraubendreher-Einsatzes in je einem Längsschnitts, einer Stirnansicht und einer perspektivischen Darstellung;
  • Fig. 10 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schraubwerkzeugs in Form eines mit einem verkürzten Eindringabschnitt versehenen Schraubendreher-Einsatzes;
  • Fig. 11 das Schraubwerkzeug nach Fig. 10 beim Eindringen in das Innenprofil einer zugehörigen Schraube;
  • Fig. 12 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Profilabschnitts eines erfindungsgemäßen Schraubwerkzeugs etwa in Höhe einer Schnittlinie XII-XII der Fig. 10;
  • Fig. 13 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schraubwerkzeugs in Form eines für das Pozidriv®-System geeigneten Schraubendreher-Einsatzes;
  • Fig. 14 eine der Fig. 2 entsprechende, perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schraubwerkzeugs; und
  • Fig. 15 einen der Fig. 3 entsprechenden Längsschnitt durch das Schraubwerkzeug nach Fig. 14.
  • Gemäß Fig. 1 bis 3 besteht ein erfindungsgemäßes Schraubwerkzeug in Form eines Schraubendreher-Einsatzes aus einem langgestreckten, einstückigen Körper 1, der an einem Ende ein Antriebsteil 2 mit einem Mehrkantprofil 3 aufweist, das in eine entsprechende Aufnahme oder in ein Futter eines Drehwerkzeugs, z. B. eines Motorschraubers, eingesetzt werden kann. Ein Vorderende des Antriebsteils 2 geht in ein profiliertes Vorderteil 4 des Schraubwerkzeugs über. Das Vorderteil 4 enthält einen an das Antriebsteil 2 ansetzenden, schaftförmigen Basisabschnitt 5, der hier zylindrisch ausgebildet ist. An dessen vom Antriebsteil 2 abgewandte Stirnseite schließt sich ein Profilabschnitt 6 an, der wie der Basisabschnitt 5 und das Antriebsteil 2 koaxial zu einer gemeinsamen Längsachse 7 ist.
    Der Profilabschnitt 6 enthält an einem Vorderende eine übliche, konische Kreuzspitze mit vier kreuzförmig angeordneten Stegen 8, die radial zur Längsachse 7 stehen. Die Außenkanten der Stege 8 konvergieren zu einer Spitze 9 hin. Die rückwärtigen Enden der Stege 8 gehen in die Stirnseite des Basisabschnitts 5 über. Zwischen je 2 benachbarten Stegen 8 liegen V-förmige Ausnehmungen bzw. Nuten 10 mit Nutenböden 11 (Fig. 3), die in einem an die Spitze 9 grenzenden Eindringabschnitt 12, der zum Eindringen der Kreuzspitze in das entsprechende Kreuzschlitzprofil einer zugeordneten Schraube dient, geradlinig ausgebildet sind. Das bedeutet, daß die Nutenböden 11 z. B. wie beim System Phillips® einen dreieckförmigen Querschnitt besitzen bzw. konkav dachförmig ausgebildet sind und eine linear verlaufende Firstlinie haben, wie Fig. 2 und 4 zeigen.
    An den Eindringabschnitt 12 schließt sich ein zwischen diesem und dem Basisabschnitt 5 angeordneter und das Hinterende des Profilabschnitt 6 bildender Übergangsabschnitt 14 (Fig. 1 und 3) an. In diesem laufen die Nutenböden 11 mit längs und quer gekrümmten Übergangsflächen 15 radial nach außen bis zum Umfangsmantel des Basisabschnitts 5 aus. Im Ausführungsbeispiel gehen die Übergangsflächen 15 nach außen hin in je einen Flächenabschnitt 16 über, der gemäß Fig. 2 insbesondere quer gewölbt ausgebildet ist. Die entsprechenden Flächenabschnitte 16 aller vier Nuten 10 bilden zugleich die zwischen den Stegen 8 frei bleibenden Teile einer Stirnfläche des angrenzenden Basisabschnitts 5, die jeweils durch die an sie anstoßenden Grundflächen der Stege 8 unterbrochen ist. Wie Fig. 3 zeigt, sind die Flächenabschnitte 16 zur Längsachse 7 unter Winkeln α geneigt, die - gemessen in die Mittelachsen der Flächenabschnitte 16 einschließenden Radialebenen - vorzugsweise zwischen 75° und 85° und mit besonderem Vorteil bei ca. 85° liegen.
    Weiterhin zeigt vor allem Fig. 3, daß die Nutenböden 11 mittels der Übergangsflächen 15 stetig in die Flächenabschnitte 16 übergehen. Die Übergangsflächen 15 sind vorzugsweise mit Radien von 0,15 mm bis 2,0 mm gekrümmt, wobei Krümmungsradien von 0,5 mm bis 1,5 mm bevorzugt werden. Außerdem ist der Krümmungsradius natürlich in Abhängigkeit von den Größen der Profilspitzen, die durch Normen vorgegeben und bei Schraubwerkzeugen für Kreuzschlitzschrauben in die Größen 00 bis 4 eingeteilt sind, unterschiedlich groß zu wählen bzw. an die Profilspitzen anzupassen. Entsprechendes gilt bei Schraubwerkzeugen für das TORX®-System.
    Alternativ zu Fig. 1 bis 3 wäre es möglich, die Übergangsflächen 15 und die an sie anschließenden Flächenabschnitte 16 bis zum Erreichen der Mantelfläche des Basisabschnitts 5 radial durchgehend gekrümmt auszubilden (z. B. PCT-WO 01/66312 A1), wobei durchweg dieselben, aber auch unterschiedliche Krümmungsradien verwendet werden können, die z. B. im Bereich der Übergangsflächen 15 kleiner als im Bereich der Flächenabschnitte 16 sind.
    Erfindungsgemäß sind die Flächenabschnitte 16 in seitlicher Richtung und auf beiden Seiten durch zweite Übergangsflächen 17a, 17b mit den rückwärtigen Enden seitlicher Flanken 8a der jeweils benachbarten Stege 8 verbunden. Auch die zweiten Übergangsflächen 17a, 17b haben in Querrichtung, ausgehend von den Flanken 8a, vorzugsweise Krümmungsradien von 0,15 mm bis 2,0 mm, mit besonderem Vorteil von 0,4 mm bis 1,5 mm. Die Krümmungsradien vergrößern sich zweckmäßigerweise von einer den Nutenböden 11 nahen Stelle radial nach außen zum Umfangsmantel des Basisabschnitts 5 hin stetig, so daß insgesamt ein dreidimensional gewölbter Auslauf ausgebildet wird. Dabei kann die Anordnung nach Fig. 2 z. B. so gewählt, daß die Flächenabschnitte 16 dreieckförmige, in den Verlängerungen der Nutenböden 11 und der ersten Übergangsflächen 15 liegende Flächen sind, an deren seitlichen, radial verlaufenden Rändern die zweiten Übergangsflächen 17a, 17b beginnen, die dann allmählich tangential in die Stegflanken 8a münden.
    Die Übergangsflächen 17a, 17b sind, wie in Fig. 2 angedeutet ist, in Querrichtung mit einem einheitlichen Radius gekrümmt. Der jeweilige Radius kann dann auch von der ersten Übergangsfläche 15 aus nach außen gleich sein.
    Die Krümmungsradien der Übergangsflächen 17a, 17b können sich in Querrichtung aber auch ändern. Dies ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 dadurch angedeutet, daß die Übergangsflächen 17a, 17b aus Teilflächen 17a1, 17a2 bzw. 17b1, 17b2 zusammengesetzt sind, wobei die Teilfächen 17a1, 17b1 an den Stegflanken 8a beginnen und größere Krümmungsradien als die sich an sie anschließenden Teilflächen 17a2, 17b2 aufweisen, die hier zu einem eben dargestellten Flächenabschnitt 16' hin auslaufen. Im übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 dem nach Fig. 1 bis 3, weshalb gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
    Die in Fig. 1 bis 3 gerundet dargestellten Nutenböden 11 können auch anders geformt sein. Anstelle eines dachförmigen Querschnitts könnten andere und insbesondere solche Querschnitte vorgesehen sein, wie sie bei Schrauben der verschiedneen Systeme allgemein üblich sind.
    Die Längenmaße der verschiedenen Teile bzw. Abschnitte entsprechen vorzugsweise im wesentlichen denen, die aus der Schrift PCT-WO 01/66 312 A1 bekannt sind. Insbesondere die Verhältnisse der Längen LP der Profilabschnitte 6 zu den Längen L0 der Eindringabschnitte 12 sind vorzugsweise kleiner als 1,5 und betragen vorzugsweise 1,25 bis 1,85. In absoluten Werten beträgt z. B. die Länge L0 des Eindringabschnitts 12 zwischen 1,50 mm und 4,00 mm je nach Größe und Schraubensystem. Der Durchmesser d0 (Fig. 1 und 3) des Eindringabschnitts 12 beträgt im Abstand L0 von der Spitze 9 zwischen 2,3 mm und 8,0 mm.
    Das Maß L0 ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung mindestens gleich der größten Tiefe des Innenprofils in einem Schraubenkopf bestimmter Profilgröße, z. B. Pozidriv® 2. Zweckmäßigerweise wird für L0 ein Maß gewählt, das sich aus der größten Eindringtiefe zuzüglich eines geringen Zuschlages ergibt. Das Maß LP ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung das Maß von der Spitze 9 des Vorderteils 4 bis zum Auslauf des Übergangsabschnitts 14 in den Basisabschnitt 5, wobei als Grenze dieses Auslaufes die Verschneidungslinie der Flächenabschnitte 16 mit der Umfangsfläche des Basisabschnitts 5 definiert wird. Beide Maße werden von der Spitze 9 des Vorderteils 4 ausgehend gemessen, und zwar von der Kante aus, an der eine eventuelle flachkegelig geformte Spitzenfläche in die seitliche Profilkontur übergeht, oder von der Spitzenfläche selbst aus, wenn sie eine Planfläche darstellt, die senkrecht zur Längsachse 7 des Vorderteiles 4 steht. Der Basisabschnitt 5 kann eine zylindrische, sechseckige oder anders geformte Querschnittskontur haben.
    Durch die angegebene Formgebung des Übergangsabschnitts 14 zwischen dem Eindringabschnitt 12 und Basisabschnitt 5, d. h. die Kombination von kleinen Radien und gewölbten Flächen, wird ein guter Kraftfluß erreicht und dadurch die Bruchfestigkeit bei Torsionsbelastung der Spitze weiter erhöht.
    Fig. 5 und 6 betreffen ein Ausführungsbeispiel für ein Schraubwerkzeug in Form eines Schraubendreher-Einsatzes für das Pozidriv®-System. Dieses unterscheidet sich von den für das Phillips®-System nach Fig. 1 bis 4 bestimmten Ausführungsbeispielen einerseits durch Stege 19 mit nahezu planparallel angeordneten Flanken 19a, während die Flanken 8a der Stege 8 gemäß Fig. 4 leicht keilförmig auseinander laufen. Andererseits sind Böden 20 von V-förmigen Nuten 21 in ihren mittleren Bereichen mit kammartigen Erhebungen 22 versehen, die dreieckförmige Querschnitte aufweisen. In Analogie dazu können auch die Flächenabschnitte 16 in ihren mitteleren Bereichen mit je einer kammartigen, radial verlaufenden Erhebung 23 versehen sein, wie Fig. 5 zeigt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 fehlen diese Erhebungen 23. Außerdem sind dort die Flächenabschnitte 16 durch Flächenabschnitte 24 ersetzt, die in der Ansicht nach Fig. 6 konkav gewölbt sind und die Übergangsflächen 17a, 17b stetig miteinander verbinden. In diesem Fall ist die Stirnfläche des Basisabschnitts 5 daher von den konkaven Flächenabschnitten 24 gebildet.
    Im übrigen sind in Fig. 5 und 6 gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 4 versehen.
    Fig. 7 bis 9 zeigen in Analogie zu Fig. 1 bis 6 ein erfindungsgemäßes Schraubwerkzeug in Form eines für das TORX®-System geeigneten Schraubendreher-Einsatzes. Das Schraubwerkzeug enthält ein nur teilweise dargestelltes Vorderteil 26 mit einem Basisabschnitt 27 und einem daran anschließenden Profilabschnitt der Länge LP, der aus einen Eindringabschnitt 29 der Länge L0 und einem Übergangsabschnitt 30 zusammengesetzt ist. Stege 31 und Nuten 32 haben am Anfang einen wellenförmigen, für das TORX®-System charakteristischen Verlauf. Die Nuten 32 besitzen im Eindringabschnitt 29 parallel zu einer Längsachse 33 verlaufende Böden 34 mit geradlinigen Mittellinien 35. Am unteren Ende des Eindringabschnitts 29 laufen die Nutenböden 34 längs gewölbter Übergangsflächen 36 radial nach außen in zur Längsachse 33 geneigte und ebenfalls schwach gewölbte Flächenabschnitten 37 aus, so daß insgesamt gewölbte Ausläufe gebildet sind. Die Neigungswinkel zur Längsachse 33 können hier 60° bis 90° betragen. Diese Flächenabschnitte 37 gehen analog zu Fig. 1 bis 6 in seitlicher Richtung tangential in die hier gerundeten Flanken der Stege 31 über, so daß sich insoweit dieselben Verhältnisse wie bei Kreuzschlitz-Schraubwerkzeugen ergeben. Dasselbe gilt im Hinblick auf die Größen LP und L0, die beide von einer Spitze 38 an gemessen werden, die hier eine senkrecht zur Längsachse 33 angeordnete Planfläche ist.
    Fig. 11 und 12 zeigen ein im wesentlichen den Fig. 1 bis 4 entsprechendes Ausführungsbeispiel, weshalb hier gleiche Teile wiederum mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch darin, daß der Eindringabschnitt 12 im Vergleich zu Fig. 1 bis 4 um ein Maß K verkürzt ist, wobei vorzugsweise K = 0,05 · L0 bis K = 0,2 · L0 gilt. Das bedeutet, daß die Längen L0, ermittelt nach den maximalen Eindringtiefen T (Fig. 11) in entsprechenden Innenprofilen 40 von Schraubenköpfen 41 zugeordneter Größen und Typen, um ca. 5 % bis 20 % im Vergleich zu üblichen, nach Fig. 1 bis 4 hergestellten Schraubendreher-Einsätzen verkürzt werden. In Fig. 10 und 11 ist das aufgrund der Kürzung wegfallende Teil 42 des Eindringabschnitts 12 mit gepunkteten Linien angedeutet.
    Ein vorteilhafter Bereich der Kürzung K liegt zwischen 7 % und 12 % der Länge L0. Bei einer Kürzung um 10 % ergeben sich beispielweise folgende Maße L0K für die verkürzte Länge:
    Bei Kreuzschrauben PZ (Z) 2 EN-ISO 7045-7047 ist die maximale Eindringtiefe 3,35 mm, dementsprechend ist L0K z. B. gleich 0,9 · 3,35 = 3,01 mm. Analog gilt für PZ (Z) 1 eine maximale Eindringtiefe von 2,08 mm, dementsprechend ist L0K gleich 0,9 · 2,08 = 1,87 mm. Für PZ (Z) 3 beträgt die maximale Eindringtiefe 3,85 mm, dementsprechend ist L0K z. B. gleich 0,9 · 3,85 = 3,47 mm. Für PH (H) 1 beträgt die maximale Eindringtiefe 2,20 mm, dementsprechend ist L0K z. B. gleich 0,9 · 2,20 = 1,98 mm. Schließlich beträgt für PH (H) 2 die maximale Eindringtiefe 3,40 mm, weshalb L0K z. B. zu 0,9 · 3,40 = 3,06 mm bestimmt wird.
    Um mit Sicherheit zu vermeiden, daß der Eindringabschnitt 12 an der Übergangsfläche 15 auf der Oberfläche des Schraubenkopfes 41 aufsitzt, wird außerdem vorgeschlagen, die Ausgangslänge L0 des Eindringabschnittes 12 ca. 3 bis 5 % länger zu wählen, als die jeweilige maximale Eindringtiefe T . Dadurch wird sich die Profilkontur außerhalb des Schraubenkopfes 41 noch etwas fortsetzen.
    Die Profilkontur selbst ist durch die ISO- und Werksnormen, ausgehend von der Profilspitze, festgelegt. Die Verkürzung der Maße L0 und L0K hat natürlich auch eine entsprechende Verkürzung der Maße LP auf LPK zur Folge, wobei die Konturen der Übergangsflächen 15 und Flächenabschnitte 16 wie bei ungekürztem L0 unverändert auch bei verkürztem L0K erhalten bleiben.
    Die Verkürzung des Eindringabschnitts 12 um das Maß K wirkt sich wegen der Formgebung aus Hartmetallpulver (z. B. nach PCT-WO 01/66312 A1) insbesondere bei Einsätzen mit Kreuzschlitzprofilen vorteilhaft aus. Diese Maßnahme hat nämlich einerseits zur Folge, daß beim axialen Ausstoßen des Vorderteils 4 aus der Formmatrize die Reibung infolge der kleineren Gesamtoberfläche geringer wird. Andereseits führt die Verkürzung an der Spitze des Eindringabschnittes 12 - zumindest bei konischen Kreuzspitzen - zu einer Vergrößerung der Querschnittsfläche einer Spitze 43, damit zu einer geringeren Flächenpressung beim Ausstoßen und dadurch zur Verringerung der Gefahr der Bildung von Haarrissen. Weiterhin hat sich gezeigt, daß an den Spitzen der Hartmetall-Rohlinge beim Entformen leicht Formveränderungen auftreten können, die die Paßgenauigkeit im Innenprofil 40 des Schraubenkopfs 41 beeinträchtigen. Derartige Ungenauigkeiten können dazu führen, daß der Eindringabschnitt 12 nur im vorderen Bereich im Innenprofil 40 des Schraubenkopfs 41 anliegt, statt vollflächig in ganzer Länge anzuliegen. Dieses Problem wird durch die Kürzung des Eindringabschnitts 12 in vorteilhafter Weise automatisch ebenfalls vermieden. Wie Fig. 11 zeigt, taucht der Eindringabschnitt 12 nicht so weit in das Innenprofil 40 des Schraubenkopfs 41 ein, daß die Spitze an einer möglichen Verengung 44 (Fig. 11) aufsitzt, sondern nur so weit, bis das Profil des Eindringabschnittes 12 vollflächig im Innenprofil 40 des Schraubenkopfs 41 anliegt. Das bei normaler Länge vorhandene, gepunktet dargestellte Teil 42 würde dagegen, wenn es nicht präzise ausgebildet wäre, an der Verengung 44 aufsitzen und damit eine vollflächige Anlage verhindern. Solche Verengungen 44 können auftreten, wenn die Preßstempel für das Innenprofil der Schrauben an der Spitze abgenutzt sind.
    Das Verhältnis der Länge LPK des gekürzten Profilabschnitts zur Länge L0 des entsprechend gekürzten Eindringabschnittes 12 beträgt bei dieser Ausführungsform 1,20 bis 1,90 und ist vorzugsweise größer als 1,5.
    Versuche mit Hartmetall-Einsätzen der beschriebenen Art haben weiter gezeigt, daß an den Außenkanten der Stege, die sich an der Verschneidung der Flankenflächen mit der äußeren Kegelmantelfläche des Eindringabschnittes ergeben, leicht Haarrisse auftreten. Dies wird darauf zurückgeführt, daß die sich aus der Verschneidung ergebenden Kanten scharfkantig sind. Bei einer Fertigung der Profilspitzen aus Stahl durch spanende oder spanlose Formgebung macht sich diese Scharfkantigkeit nicht bemerkbar, d. h. sie ist dort nicht nachteilig. Beim Pressen der Rohlinge aus Metallpulver wird dagegen eine glatte Ausformung der Außenkanten nicht zuverlässig erreicht. Vielmehr können insbesondere beim Entformen kleinere Ausbrüche auftreten, die Ansätze für Haarrisse bilden. Diese Erscheinung tritt auch beim Spritzgießen der Rohlinge auf.
    Erfindungsgemäß werden daher beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 12, das einen Querschnitt durch eine für Kreuzschlitzschrauben des Pozidriv®-Systems bestimmte Profilspitze zeigt, an den radialen Außenkanten der im übrigen wie in Fig. 5 ausgebildeten Stege 8 entweder Abrundungen 45 oder Abschrägungen 46 vorgesehen. Der Radius r der Abrundungen beträgt ca. 10 % bis 12 % der Stärke b der Stege 8. Die Stärke b ist beim System Pozidriv® über die Länge L0 des Profils konstant, weshalb der Radius der Abrundungen 45 im wesentlichen auch konstant gewählt werden kann. Beim System Phillips® wird die Stärke b von der Spitze 9 her zur Übergangsfläche 15 hin größer, weshalb der Radius r von der Spitze bis zur Übergangsfläche 15 hin etwas größer werden kann. Er kann aber auch konstant sein und entsprechend einer mittleren Stärke der Stege 8 auf ihrer Längserstreckung gewählt werden. Die Breite a der Abschrägungen 46 wird vorzugsweise in einem Verhältnis von 6 % bis 10 % zur Stärke b der Stege 8 gewählt.
    Wie Versuche mit Hartmetall-Einsätzen weiter zeigten, ergibt sich insbesondere bei Pozidriv®-Profilen (PZ, Z) eine Erschwernis für das Entformen dadurch, daß die beim Eindrehen von Schrauben zur Anlage kommenden Flanken der Kreuzstege 8 in Richtung der Längsachse 7 des Vorderteils 4 nahezu achsparallel verlaufen, also keine Entformungsschräge aufweisen. Zur Erleichterung der Entformung ist deshalb erfindungsgemäß vorgesehen, diese Flanken im vorderen Bereich auf etwa ein Drittel ihrer Länge unter einem Winkel von ca. 2,5° bis 5° konisch bis zur Spitze 9 hin anzuschrägen. Dadurch wird zwar der drehmonentübertragende Querschnitt verringert und auch keine vollflächige Anlage im Innenprofil der Schraube mehr erreicht, jedoch taucht selbst bei den kleinsten Schrauben, die einer Kreuzschlitzgröße zugeordnet sind, die Profilspitze tiefer in das Innenprofil der Schraube ein, als der Länge der Anschrägung entspricht, so daß die Profilspitze auch im hinteren Teil zur flächigen Anlage kommt, wo das Drehmoment auf Grund des größeren Hebels bzw. der radialen Erstreckung der Flanke hauptsächlich übertragen wird.
    Fig. 13 zeigt eine solche Variante anhand eines entsprechend Fig. 1 ausgebildeten, im Bereich der Profilspitze vergrößert dargestellten Schraubwerkzeugs, bei dem gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind.
    In Fig. 13 ist das Vorderteil 4 des Schraubendreher-Einsatzes mit einer Profilspitze des Systems Pozidriv® dargestellt. Bei diesem System verlaufen die Seitenflanken 8a der Stege 8 auf ihrer Längserstreckung im wesentlichen parallel. Um die Entformung der Stege 8 aus der Preß- und Spritzgießform zu erleichtern, ist jeweils eine Flanke der vier kreuzförmig angeordneten Stege 8 im vorderen Bereich etwas angeschrägt. Der Winkel einer dadurch gebildeten Entformungsschräge liegt zwischen 1° und 5° bezogen auf eine Radialebene, die die Längsachse 7 und eine gedachte Mittelebene der Stege 8 einschließt. Zweckmäßigerweise erfolgt die Anbringung einer die Entformungsschräge bildenden Anschrägung 47 an derjenigen Flanke, die beim Ausdrehen von Schrauben belastet wird und in Fig. 13 mit 8b bezeichnet ist, weil diese Seite in der Regel weniger oft oder geringer belastet wird als andere Flanken, die beim Eindrehen von Schrauben zur Anlage im Innenprofil der Schraube kommen. Um die Entformbarkeit weiter zu erleichtern, werden zweckmäßig aber auch die anderen Flanken aller vier Stege 8 leicht angeschrägt. Dabei werden die Anschrägungen 47 zweckmäßigerweise mit einem kleinen Winkel von ca. 1° bis 2° vorgenommen, jedoch über die ganze Länge der Flanke erstreckt. Trotz dieser leichten Anschrägung 47 ist noch eine relativ gute Anlage der Flanken 8b bzw. 8a im Innenprofil der Schraube gegeben. Beide Anschrägungen 47 gehen von der größten in den Normen vorgegebenen Stärke des Eindringabschnittes 12 aus.
    Weitere Untersuchungen haben schließlich gezeigt, daß der Materialfluß beim Füllen der Preßmatrize oder Spritzgießform auch dadurch verbessert werden kann, daß in einem radial außen liegenden Bereich der die Stirnfläche des Basisabschnitts 5 bildenden, auslaufenden Flächenabschnitte 16 jeweils eine vorzugsweise sattelförmige (konkave) Ausnehmung 49 angebracht wird. Derartige Ausnehmungen 49 sind in Fig. 14 und 15 schematisch dargestellt, die im übrigen den Fig. 2 und 3 entsprechen. Die Ausnehmungen 49 können auch als ebene, in die Flächenabschnitte 16 eingearbeitete Flächen realisiert sein. Durch diese Ausnehmungen 49 wird insbesondere die trichterartige Form des geschnittenen Kerns (Fig.15) verbessert. Wie ein Vergleich der Fig. 15 mit der Fig. 3 zeigt, bei der sich der Flächenabschnitt 16 mit einem kleinen Winkel im wesentlichen radial erstreckt, wird nämlich die Befüllung der Profilspitze beim Verformen des Rohlings durch Pressen oder Spritzgießen begünstigt, weil der Massestrom besser in die Profiltaschen in der Matrize geleitet wird. In der dreidimensionalen Darstellung der Profilspitze in Fig. 14 sind die Flächen 49 noch besser zu erkennen. Ihre konkave Wölbung in Umfangsrichtung leitet den Massestrom auch nach der Seite zu den Profiltaschen in der Matrize. Über die gerundeten, zweiten Übergangsflächen 17a, 17b werden die auf die Stege 8 wirkenden Torsionskräfte in den Basisabschnitt 5 geleitet. Dabei sollte allerdings die Wirkung der zweiten Übergangsflächen 17a, 17b, deren Radien von den Nutenböden 11 nach außen hin größer werden, nicht gestört werden. Daher sind die Ausnehmungen 49 zweckmäßig nur im radial äußeren Bereich angeordnet und in Umfangsrichtung nur über einen solchen Bereich erstreckt, daß sie seitlich vor den zweiten Übergangsflächen 17a, 17b enden. Dadurch bleiben die durch diese gebildeten, gewölbten Übergangszonen erhalten, mittels derer die bei Belastung der Stege 8 auftretenden Spannungen klein gehalten werden. Insgesamt läßt sich mit den Ausnehmungen 49 eine sehr dichte, homogene Füllung der Taschen des Formwerkzeugs beim Pressen oder Spritzgießen der Rohlinge erreichen.
    Der Winkel, den die Ausnehmungen bzw. Flächen 49 mit der Längsachse 7 in einer diese enthaltenden und durch die Fläche 49 gelegten Radialebenen einschließen, sollte deutlich kleiner als der Winkel α (Fig. 15) sein und ist zweckmäßig kleiner als 85°. Dabei zeigt außerdem insbesondere Fig. 15, daß das Maß LP durch die Ausbildung der Ausnehmung 49 vergrößert wird, so daß das Verhältnis LP zu LO beim Vorhandensein der Ausnehmungen 49 größer als beim Fehlen dieser Ausnehmungen 49 ausfällt. Insbesondere bei diesem Ausführungsbeispiel werden daher auch mit Verhältnissen LP/L0 > 1,5 gute Ergebnisse erzielt.
    Die erfindungsgemäße Gestaltung des Profilabschnittes 6 bzw. 29, 30 bringt Vorteile nicht nur für Vorderteile aus Hartmetall, die durch Pressen aus Metallpulver vorgeformt sind, sondern auch für solche, die im Spritzgießverfahren vorgeformt sind. Das gilt auch für Schraubendreher-Einsätze, bei denen das Vorderteil 4, 26 Bestandteil eines einstückigen Körpers ist, dessen Rohling vorzugsweise im Spritzgießverfahren vorgeformt ist. Außerdem gilt dies entsprechend auch für aus Hartmetall hergestellte, die erfindungsgemäßen Profilabschnitte 6 bzw. 29, 30 aufweisende Vorderteile, die an ihren Rückseiten, z. B. mit Hilfe geeigneter Verankerungselemente, an den im übrigen aus Stahl bestehenden Schäften der Klingen von Handschraubendrehern befestigt werden.
    Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die auf vielfache Weise abgewandelt werden können. So können die Krümmungsradien der Übergangsflächen auch im wesentlichen gleich sein. Außerdem kann es Fälle geben, in denen es ausreichend ist, die auslaufenden Flächenabschnitte 16, 37 in eine senkrecht zur Längsachse 7, 33 verlaufende Ebene zu verlegen, insbesondere wenn die Radien für die Übergangsflächen 17a, 17b so groß bemessen werden, daß allein durch sie ausreichend niedrige Spannungen in den Übergangsbereichen erhalten werden. Weiter können die Übergangsflächen 17a, 17b und/oder die Flächenabschnitte 16, 37 auch aus in Umfangsrichtung oder in radialer Richtung nebeneinander liegenden, unterschiedliche Krümmungsradien aufweisenden Flächen zusammengesetzt sein. Dasselbe gilt für die ersten Übergangsflächen 15 bzw. 36. Außerdem können die beschriebenen Schraubwerkzeuge auch aus anderen Metallpulvern als den beschriebenen Hartmetallpulvern hergestellt werden. Insbesondere sind für die Zwecke der Erfindung z.B. auch solche Pulvermischungen geeignet, die zu Schraubwerkzeugen aus Schnellstahl führen. Die im Einzelfall zu wählende Metallpulver-Zusammensetzung oder -Legierung hängt weitgehend von den Bedürfnissen des Einzelfalls ab. Schließlich versteht sich, daß die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und dargestellten Kombinationen angewendet werden können.

    Claims (32)

    1. Schraubwerkzeug mit einem durch Formung und nachfolgendes Sintern eines Metallpulvers hergestellten, profilierten Vorderteil (4, 26), das einen eine Stirnfläche aufweisenden Basisabschnitt (5, 27) und einen Profilabschnitt aufweist, der einen Eindringabschnitt (12, 29) und einen zwischen diesem und dem Basisabschnitt (5, 27) angeordneten Übergangsabschnitt (14, 30) aufweist, wobei der Eindringabschnitt (12, 29) mit seitlichen Flanken (8a, 19a) versehene Stege (8, 19, 31) und zwischen diesen angeordnete, mit geradlinigen Böden (11, 20, 34) versehene Nuten (10, 21, 32) und der Übergangsabschnitt (14, 30) radial auslaufende, die Stirnfläche des Basisabschnitts (5, 27) bildende Flächenabschnitte (16, 16', 24, 37) sowie erste, gewölbt ausgebildete Übergangsflächen (15, 36) aufweist, die die Nutenböden (11, 20, 34) in radialer Richtung mit den Flächenabschnitten (16, 16', 24, 37) verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsabschnitt (14, 30) zweite, ebenfalls gewölbt ausgebildete Übergangsflächen (17a, 17b) enthält, die die Flächenabschnitte (16, 16', 24, 37) in seitlicher Richtung mit den Stegflanken (8a, 19a) verbinden.
    2. Schraubwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Übergangsflächen (17a, 17b) tangential in die Stegflanken (8a, 19a) münden.
    3. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Übergangsflächen ( 15, 36; 17a, 17b) mit Radien von 0,15 mm bis 2,0 mm gekrümmt sind.
    4. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsflächen (15, 36; 17a, 17b) durch radial oder seitlich nebeneinander liegende, unterschiedliche Krümmungsradien aufweisende Teilflächen (17a1, 17a2; 17b1, 17b2) gebildet sind.
    5. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenabschnitte (16, 16', 24, 37) radial bis an einen Umfangsmantel des Basisabschnitts (5, 27) heranreichen.
    6. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenabschnitte (16, 24, 37) in seitlicher Richtung räumlich gewölbt sind, wobei die Wölbungsradien von den ersten Übergangsflächen (15) aus zum Umfangsmantel des Basisabschnitts (5) hin größer werden.
    7. Schraubwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenabschnitte (24) eine durch die Wölbung gebildete, tiefste Zone mit einer Scheitellinie aufweisen, die sich in radialer Richtung an die betreffende erste Übergangsfläche (15) anschließt und im wesentlichen in einer Radialebene verläuft, die eine Längsachse (7) des Vorderteils (14) und eine Mittelachse des zugehörigen Nutenbodens (11) einschließt.
    8. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenabschnitte (16') eben ausgebildet sind.
    9. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenabschnitte (16, 16', 37) zu einer Längsachse (7, 33) des Vorderteils (4, 26) geneigt verlaufen.
    10. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenabschnitte durch kammartige Erhebungen (23) unterbrochen sind, deren Rücken in einer die Längsachse (7) des Vorderteils (4) einschließenden Radialebene verlaufen.
    11. Schraubwerkzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Flächenabschnitte (16, 16', 24, 37) einen Winkel von 75° bis 90° mit der Längsachse (7, 33) des Vorderteils (4, 26) einschließt.
    12. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigsten einer der Flächenabschnitte (16) eine Ausnehmung (49) aufweist, die in einer radial außen liegenden Zone des Flächenabschnitts (16) angeordnet und bis zu einem Umfangsmantel des Basisabschnitts (5, 27) erstreckt ist.
    13. Schraubwerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (49) sattelförmig ausgebildet ist.
    14. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (49) einen Winkel von weniger als 85° mit der Längsachse (7) des Vorderteils (14) bildet.
    15. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (49) in seitlicher Richtung schmaler als der Flächenabschnitt (16) ist.
    16. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (8) mit in einer quer zur Längsachse (7) des Vorderteils (4) verlaufenden Richtung abgeschrägten oder abgerundeten Außenkanten (45, 46) versehen sind.
    17. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (8a) der Stege (8) zumindest an ihren Vorderseiten mit Entformungsschrägen versehen sind.
    18. Schraubwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Entformungsschrägen durch Flächen (47) gebildet sind, die mit zugehörigen, durch die Längsachse (7) des Vorderteils (4) gelegten Mittelebenen der Stege (8) Winkel von 1° bis 5° einschließen.
    19. Schraubwerkzeug nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungsschrägen an denjenigen Flanken (8b) der Stege (8) vorgesehen sind, die beim Ausdrehen einer Schraube belastet werden.
    20. Schraubwerkzeug nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (47) über die ganze Länge der Flanken (8b) erstreckt sind.
    21. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge (LP) des Profilabschnitts (6) zur Länge (L0) des Eindringabschnitts (19, 29) 1,25 bis 1,85 beträgt.
    22. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 15 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge (LPK) des Profilabschnitts (6) zur Länge (LOK) des Eindringabschnitts (12) größer als 1,5 ist.
    23. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Eindringabschnitts (12) um bis zu 25 % kürzer als die maximale Eindringtiefe (T) des Innenprofils (40) zugeordneter Schrauben ist.
    24. Schraubwerkzeug nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kürzung zwischen 5 % und 20 % der Länge des Eindringabschnitts (12) beträgt.
    25. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge (LP) des Profilabschnitts zur Länge (LO) des Eindringabschnitts (12) 1,20 bis 1,90 beträgt.
    26. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß es als Schraubendreher-Einsatz (1) ausgebildet ist.
    27. Schraubwerkzeug nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (5, 27) auf der vom Vorderteil (4, 26) abgewandten Seite mit einem Antriebsteil (2) fest verbunden ist.
    28. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß es als Schraubendreher-Klinge ausgebildet ist.
    29. Schraubwerkzeug nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß Basisteil (5, 27) auf der vom Vorderteil (4, 26) abgewandeten Seite mit einem Schaft eines Schraubendrehers fest verbunden ist.
    30. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Übergangsflächen (17a, 17b) in Querrichtung und in ihrem radialen Verlauf mit gleichen Radien gewölbt bzw. gekrümmt sind.
    31. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderteil (4, 26) durch Pressen oder Spritzgießen geformt ist.
    32. Vorderteil für ein Schraubwerkzeug, insbesondere einen Schraubendreher-Einsatz oder eine Schraubendreher-Klinge, dadurch gekennzeichnet, daß es nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 31 ausgebildet ist.
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