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Patent Searching and Data


Title:
DRIVE FORMATION FOR A ROTARY DRIVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/113791
Kind Code:
A1
Abstract:
A drive formation for a rotary drive, for example a depression in the end face of a screw, has two regions with different cross sections, but with a cross-sectional form having a certain similarity, arranged axially one behind the other. The smaller cross section with a similar cross-sectional form allows better adaptation of the torque transmission to the form of a countersunk head of a countersunk head screw to be achieved. The cross-sectional form corresponds to a central circular core with wing-like attachments attached thereto and projecting radially beyond the outside of the core. The wings have side walls extending approximately parallel to one another in cross section, and so the wings have at least approximately the same thickness up to their end forming an end wall. They also have the same thickness when seen over the depth of the formation, and so no forces causing the tool to be pushed out are produced.

Inventors:
FRANK UWE (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/053791
Publication Date:
September 22, 2011
Filing Date:
March 14, 2011
Export Citation:
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Assignee:
WUERTH ADOLF GMBH & CO KG (DE)
WUERTH INT AG (CH)
FRANK UWE (DE)
International Classes:
F16B23/00
Foreign References:
EP1055828A22000-11-29
EP1995474A22008-11-26
GB2390127A2003-12-31
GB2390127A2003-12-31
GB2285940A1995-08-02
US20070245863A12007-10-25
Attorney, Agent or Firm:
RUFF, WILHELM, BEIER, DAUSTER & PARTNER (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Antriebsausbildung für einen Drehantrieb, ausgebildet als

1.1 eine ringsum geschlossene Vertiefung, die

1.2 mindestens einen Flügelbereich (4) mit einem Querschnitt in Form eines Sterns mit einem kreisförmigen Kern und radial nach außen ragenden Flügeln (7) aufweist,

1.3 an den sich auf der dem Boden (5) der Vertiefung abgewandten Seite eine den Flügelbereich (4) mit ihrem Außenumfang radial umgebende Fläche axial anschließt,

1.4 in der in axialer Verlängerung mindestens eines Flügels, vorzugsweise aller Flügel (7) jeweils eine Stirnvertiefung (48) ausgebildet ist, die

eine Dreheingriffsfläche für einen unteren in axialer Richtung vorstehende Stirnvorsprung eines Werkzeugs beziehungsweise eines Werkstücks bildet.

2. Antriebsausbildung für einen Drehantrieb, ausgebildet als

2.1 ein Vorsprung mit einer umlaufenden Seitenwand, der

2.2 mindestens einen Flügelbereich (4) mit einem Querschnitt in Form eines Sterns mit einem kreisförmigen Kern und radial nach außen ragenden Flügeln (7) aufweist,

2.3 an den sich auf der dem freien Ende des Vorsprungs abgewandten Seite eine den Flügelbereich (4) mit ihrem Außenumfang radial umgebende Fläche axial anschließt,

2.4 in der in axialer Verlängerung mindestens eines Flügels, vorzugsweise aller Flügel (7) jeweils ein Stirnvorsprung (48) ausgebildet ist, der

2.5 eine Dreheingriffsfläche für eine in axialer Richtung zurückspringende Stirnververtiefung bildet.

3. Antriebsausbildung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der sich an den Flügelbereich (4) ein zweiter Bereich (1 ) mit einem größeren Querschnitt in Form eines Sterns mit einem kreisförmigen Kern und radial nach außen ragenden Flügeln (7) anschließt, dessen Kern die gleiche Achse hat wie der Kern des

Flügelbereichs (4) und dessen Flügel (7) an der gleichen Stelle wie die Flügel (7) des Flügelbereichs (4) angeordnet sind.

4. Antriebsausbildung nach Anspruch 3, bei der die den Flügelbereich (4) umgebende Fläche an einer Stufe zwischen zwei

Flügelbereichen (1 , 4) ausgebildet ist.

5. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die den Flügelbereich (4) umgebende Fläche an einer Stirnfläche (2) ausgebildet ist.

6. Antriebsausbildung nach einem der Ansprüche 3 - 5, bei der die Zahl der Flügel (7) in beiden Bereichen (1 , 4) gleich groß ist. 7. Antriebsausbildung nach einem der Ansprüche 3 - 6, bei der die Breite der Flügel (7) in beiden Bereichen (1 , 4) gleich ist.

8. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Seitenwände (9) der Flügel (7) in Axialrichtung parallel zueinander verlaufen, gegebenenfalls mit Ausnahme einer

Entformungsschräge.

9. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Stirnwände (8, 18) der Flügel (7) mindestens eines Bereichs (1 , 4) in Axialrichtung parallel zur Achse verlaufen.

10. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Stirnwand (8, 18) des Flügels (7) längs eines Kreisbogens um die Achse der Antriebsausbildung verläuft. 1 1. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Seitenwände (9) der Flügel (7) eben ausgebildet sind.

12. Antriebsausbildung nach Anspruch 1 1 , bei der in der Querschnittsform die Seitenwände (9) mindestens eines Flügels (7) in Richtung auf die Flügelspitze konvergieren und/oder in

Richtung auf die Flügelspitze divergieren und/oder die Seitenwände (9) mindestens eines Flügels (7) parallel verlaufen.

13. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Seitenwände der Antriebsausbildung in einem

Axialschnitt in Richtung auf den Boden konvergieren, vorzugsweise längs einer zur Außenseite hin konkaven Linie.

14. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich an den Flügelbereich (4) ein dritter Bereich (20) mit nochmals verkleinertem Querschnitt anschließt.

15. Antriebsausbildung nach Anspruch 14, bei der der dritte Bereich (20) einen kreisförmigen Querschnitt oder die Querschnittsform eines Sterns mit einem kreisförmigen Kern und radial nach außen ragenden Flügeln (7) aufweist.

16. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Seitenwände (14) des Kerns zwischen den Flügeln (7) in mindestens einem Bereich (1 , 4, 20) auf einem Kreiskegel liegen.

17. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Anzahl der Flügel (7) mindestens drei beträgt, vorzugsweise mindestens fünf.

18. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zwischen zwei benachbarten Bereichen (1 , 4, 20) eine Stufe (3) gebildet ist.

19. Antriebsausbildung nach Anspruch 18, bei der die Stufe (3) Treppenform aufweist oder konisch ausgebildet ist, beispielsweise als Kegelstumpf.

20. Antriebsausbildung nach Anspruch 18 oder 19, bei der die Stufe (3) an der gleichen Stelle wie die durch sie verbundenen Bereiche (1 , 4, 20) Flügel (7) aufweist.

21. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens ein Flügel (7) kontinuierlich aus dem ersten Bereich (1 ) in den zweiten Bereich (4) und/oder aus dem zweiten Bereich (4) in den dritten Bereich (20) geführt ist.

22. Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens ein Bereich zylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

23. Werkzeug mit einer Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

24. Werkstück mit einer Antriebsausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Beschreibung

Antriebsausbildung für einen Drehantrieb

Die Erfindung geht aus von einer Antriebsausbildung für einen Drehantrieb, insbesondere für eine Schraubenantriebsausbildung, sowie von einer Antriebsausbildung des zugehörigen Werkzeugs.

Als Schraubenantriebsausbildungen sind kreuzförmige Vertiefungen bekannt, so dass die mit einer solchen Antriebsausbildung versehene Schraube als Kreuzschlitzschraube bezeichnet wird. Die Seitenwände der Vertiefung, die zur Übertragung des vom Bediener aufgewandten Drehmomentes vorhanden sind, verlaufen in einer bestimmten Neigung gegenüber einem Längsschnitt der Schraube. Bei Einleitung eines Drehmomentes wird ein Teil der Kraft aufgrund des schrägen Verlaufs in eine Kraft umgeleitet, die den Schraubendreher aus dem Kreuzschlitz herauszudrängen versucht.

Es ist ebenfalls bekannt, in Schraubenköpfen Vertiefungen anzubringen, deren Seitenwände parallel zu der Längsachse der Schraube verlaufen. Ein Beispiel für derartige Schraubenantriebsausbildungen ist eine sechseckige Vertiefung oder auch eine von abwechselnd umgekehrt orientierten Kreisbögen begrenzte Vertiefung.

Da zu den sehr häufig verwendeten Schrauben auch Schrauben mit Senkköpfen gehören, muss bei einer Schraubenantriebsausbildung mit parallel zur Längsachse der Schraube verlaufenden Seitenwänden eine Vertiefung mit einem relativ kleinen Querschnitt verwendet werden, da sich die Breite der Vertiefung nach der vom Durchmesser her schmälsten Stelle des Schraubenkopfs richtet.

Es sind bereits Schraubenantriebsvertiefungen bekannt (GB 2390127 A, GB 2285940 A), die aus mehreren Abschnitten gleicher - -

Querschnittsform aber unterschiedlicher Größe aufgebaut sind. Dabei sind zwischen den einzelnen Abschnitten Stufen gebildet, die als ebene quer zur Längsachse der Schraube verlaufende Flächen ausgebildet sind. Diese Flächen stehen für eine Drehmomentübertragung nicht zur Verfügung.

Ebenfalls bekannt ist eine Schraubenantriebsausbildung in Form einer Vertiefung mit einem unrunden Querschnitt, und einem mittleren kreisrunden Sackloch. Der Übergang zwischen der Antriebs Vertiefung und dem Sackloch verläuft in Form eines flachen glattflächig ausgebildeten Kegels. Auch diese Flächen stehen für eine Drehmomentübertragung nicht zur Verfügung (US 2007/0245863 A1 ).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schraubenantriebsausbildung zu schaffen, die das Aufbringen erhöhter Drehmomente ermöglicht, keine Kräfte zum Herausdrängen des Werkzeugs bewirkt und eine lange Lebensdauer der zugehörigen Werkzeuge ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Antriebsausbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Antriebsausbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. Die von der Erfindung vorgeschlagene Antriebsausbildung ermöglicht es also, dass die den Flügelbereich umgebende Fläche zusätzlich zur Aufbringung eines Drehmomentes ausgenutzt werden kann. In Sonderfällen ist es sogar möglich, nur die Stirnvertiefungen in dieser Fläche beziehungsweise die beispielsweise als Rippen ausgebildeten Stirnvorsprünge auszunutzen. - -

Die Stirnvertiefungen, die beispielsweise als Kerben oder Nuten ausgebildet sein können, haben einen Boden, der angenähert quer zur Längsachse der Schraube oder des Werkzeugs verläuft. Die Stirnvorsprünge haben eine axial gerichtete Unterseite, die angenähert quer zur Längsachse der Schraube oder des Werkzeugs verläuft.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die vorgeschlagene Antriebsausbildung mindestens zwei axial aneinander anschließende Flügelbereiche mit unterschiedlicher Querschnittsgröße aufweist, wobei bei einer Antriebsvertiefung der weiter in den Schraubenkopf eindringende zweite Bereich kleiner ist als der weiter außen liegende erste Bereich. Auf diese Weise kann der zweite Bereich sich an der kleineren Größe eines Senkkopfs in dem weiter von der Stirnfläche entfernten Bereich orientieren, während der erste Bereich mit dem größeren Querschnitt den größeren Durchmesser des Senkkopfs im äußeren Bereich besser ausnutzen kann. Trotz der besseren Anpassung an Senkköpfe tritt dabei keine Kraft auf, die das Werkzeug aus der Ausnehmung herauszudrängen versucht. Das gleiche gilt bei einer Schraubenantriebsausbildung in Form eines komplementären Vorsprungs.

Die von der Erfindung vorgeschlagene Antriebsausbildung kann an einem Werkstück ausgebildet sein, also einem Element, das mithilfe eines Werkzeugs gedreht werden soll. Das typische Beispiel für ein solches Werkstück ist eine Schraube oder ein Bolzen.

Zum Drehantrieb eines solchen Werkstücks dient ein Werkzeug, das dann die gleiche Antriebsausbildung aufweisen kann. Wenn man auf die vollständigen Vorteile der Erfindung verzichten will oder kann, lässt sich eine derartige Schraube auch mit einem herkömmlichen Werkzeug - - drehen, das beispielsweise nur einen Bereich in Form eines Sterns mit einem kreisförmigen Kern und radial nach außen ragenden Flügeln aufweist, oder auch mit einem Schlitzschraubendreher. Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die den Flügelbereich umgebende Fläche an einer Stufe zwischen zwei Flügelbereichen ausgebildet ist.

Es ist aber ebenfalls möglich, dass die den Flügelbereich umgebende Fläche an einer vorzugsweise ebenen Stirnfläche ausgebildet ist.

Da bei einer Schraubenantriebsvertiefung der Bereich mit dem kleineren Querschnitt durch den Bereich mit dem größeren Querschnitt hindurch zugänglich sein muss, können Flügel des Bereichs mit dem kleineren Querschnitt nur an der Stelle angeordnet sein, wo auch die Flügel des Bereichs mit dem größeren Querschnitt angeordnet sind. Es ist aber möglich, dass der Bereich mit dem kleineren Querschnitt eine kleinere Zahl von Flügeln aufweist als der darüber liegende Bereich. Besonders sinnvoll ist es jedoch, wenn in Weiterbildung der Erfindung die Zahl der Flügel in beiden Bereichen gleich groß ist. Dies gilt natürlich nicht nur bei einer Antriebsvertiefung, sondern auch bei einem Antriebsvorsprung.

Erfindungsgemäß weist der zweite Bereich einen kleineren Querschnitt auf. Die Abmessungen des Querschnitts müssen aber nicht an allen Stellen kleiner sein. So kann erfindungsgemäß in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Breite der Flügel in beiden Bereichen gleich ist.

In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Seitenwände der Flügel in Axialrichtung parallel zueinander verlaufen, gegebenenfalls mit Ausnahme einer Entformungsschräge. - -

Die Seitenwände der Flügel sind der Teil, an dem bei einer Drehbewegung das Werkzeug an dem Werkstück zur Übertragung eines Drehmomentes anliegt. Daher ist es sinnvoll, dass diese Flächen senkrecht zur Drehbewegung verlaufen, damit hier keine das Werkzeug aus dem Werkstück herausdrängende Kraftkomponente hervorgerufen wird.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Stirnwände der Flügel mindestens eines Bereichs, vorzugsweise des Bereichs mit dem größeren Querschnitt, in Axialrichtung parallel zur Achse verlaufen.

Die Seitenwände der Flügel, die bereits erwähnt wurden, gehen in die Stirnwand des jeweiligen Flügels und am anderen Ende in die Wand des Kerns über. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Übergang zwischen den Stirnwänden der Flügel und den Seitenwänden der Flügel in mindestens einem der beiden Bereiche durch eine Kante gebildet ist. Es ist aber auch möglich, dass dieser Übergang abgerundet ausgebildet ist.

Es ist möglich, dass in einem Bereich die beiden Arten des Übergangs miteinander kombiniert werden, wobei auch denkbar ist, dass bei einem einzigen Flügel beide Arten des Übergangs zwischen der Stirnwand und den Seitenwänden vorhanden sein können.

Auch bei dem Übergang zwischen den Seitenwänden eines Flügels und der Seitenwand des Kerns zwischen jeweils zwei Flügeln kann eine Kante gebildet sein, oder auch ein abgerundeter Übergang. Auch diese Möglichkeiten können innerhalb eines Bereichs und sogar innerhalb eines einzigen Flügels miteinander kombiniert werden. - -

Diese Übergänge, von denen bislang die Rede war, sind in einem Querschnitt der Drehantriebsausbildung senkrecht zur Längsachse erkennbar.

Da die Flügel des Bereichs mit dem kleineren Querschnitt eine geringere radiale Länge aufweisen als die direkt darüber angeordneten Flügel des Bereichs mit dem größeren Querschnitt, haben die Flügel des Bereichs mit dem größeren Querschnitt auch einen Boden. Hier kann der Übergang zwischen der Stirnwand des Flügels und dem Boden des Flügels durch eine Kante gebildet sein.

Es ist aber ebenfalls möglich, dass dieser Übergang abgerundet ausgebildet ist.

Es gibt natürlich auch einen Übergang zwischen dem Boden des Flügels des Bereichs mit dem größeren Querschnitt und der Stirnwand des Flügels mit dem kleineren Querschnitt. Dieser Übergang kann durch eine Kante gebildet sein, oder aber auch durch eine abgerundete Kante.

Diese Übergänge, die gerade behandelt wurden, ergeben sich aus einem Axialschnitt durch die Antriebsausbildung.

Die Erfindung schlägt nach einem weiteren Merkmal vor, dass die Stirnwand des Flügels eine Kontur aufweist, die einem Kreisbogen um die Achse der Antriebsausbildung entspricht.

Der Übergang zwischen den Seitenwänden der Flügel und dem Kern kann durch eine Kante gebildet sein, gegebenenfalls auch durch eine abgeschrägte Kante. - -

Möglich ist es aber auch, und dies wird von der Erfindung ebenfalls vorgeschlagen, dass dieser Übergang zwischen den Seitenwänden der Flügel und dem Bereich der Außenwand des Kerns zwischen jeweils zwei Flügeln abgerundet ausgebildet ist.

Es wurde bereits erwähnt, dass die Seitenwände der Flügel in Axialrichtung parallel zueinander verlaufen. In Weiterbildung der Ausbildung der Seitenwände der Flügel kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass diese Seitenwände eben ausgebildet sind.

Der Verlauf der beiden einen Flügel begrenzenden Seitenwände des Flügels kann erfindungsgemäß so ausgebildet sein, dass die Seitenwände beziehungsweise ihre Kontur in Richtung auf die Flügelspitze konvergieren, wobei der Winkel sich in einem sehr kleinen Bereich bewegt, da keine echte Flügelspitze gewünscht wird.

Erfindungsgemäß kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die Kontur der Seitenwände der Flügel parallel zueinander verläuft. Es ist sogar möglich, wie von der Erfindung ebenfalls vorgeschlagen wird, dass die Seitenwände der Flügel in Richtung auf die Flügelspitze divergieren.

Bei einer alternativen Ausbildung kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Kontur der Seitenwände der Flügel gebogen verläuft, ebenso die Stirnwand eines Flügels. So kann beispielsweise in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Außenkontur der Antriebsausbildung aus aneinander anschließenden abwechselnd konkaven und konvexen Bögen zusammengesetzt ist.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass zur nochmaligen besseren Anpassung an die Form eines Senkkopfs in dem Bereich mit - - dem kleineren Querschnitt mit zunehmender Tiefe die Größe des Querschnitts nochmals kontinuierlich verringert wird, so dass in einem Axialschnitt die Seitenwände der Antriebsausbildung in Richtung auf den Boden konvergieren, vorzugsweise längs einer zur Außenseite hin konkaven Linie.

Es wurde bislang davon gesprochen, dass die Antriebsausbildung zwei aneinander anschließende axial ausgerichtete Bereiche unterschiedlich großen Querschnitts aufweist. Erfindungsgemäß kann nun in Weiterbildung vorgesehen sein, dass sich axial ausgerichtet ein dritter Bereich mit nochmals kleinerem Querschnitt anschließt. Es sind dadurch in einem Axialschnitt zwei Stufen gebildet, nicht nur eine Stufe wie bei der Ausbildung mit zwei Bereichen. Dieser dritte Bereich kann nun beispielsweise nach einer ersten Ausführungsform einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, also ohne Flügel auskommen. Die Seitenwände dieses Bereichs mit kreisförmigem Querschnitt können dabei auf einem Kreiskegel mit einem kleinen Winkel liegen.

Es ist aber ebenfalls möglich, dass auch dieser dritte Bereich die Querschnittsform eines Sterns mit einem kreisförmigen Kern und radial nach außen ragenden Flügel aufweist. Die Merkmale, die zu den Flügeln und Übergängen bei den ersten Bereichen erwähnt und beschrieben wurden, können mutatis mutandis auch bei dem dritten Bereich gegeben sein.

In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in mindestens einem Bereich die Seitenwände des Kerns zwischen den Flügeln auf einem Kreiskegel liegen. Durch das Einsetzen des Werkzeugs findet dann ein flächiger Kontakt zwischen dem Werkzeug - - und den Seitenwänden des Kerns statt, der das Werkzeug während der Drehbewegung führt und zentriert.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer

Schraubenantriebsausbildung;

Figur 2 eine perspektivischen Ansicht der

Schraubenantriebsausbildung der Figur 1 ;

Figur 3 einen schematischen Schnitt durch den Schraubenkopf einer Schraube;

Figur 4 eine Stirnansicht des Schraubenkopfs der Figur 3;

Figur 5 einen Schnitt durch einen Schraubenkopf einer zweiten

Ausführungsform;

Figur 6 eine Stirnansicht der Schraube der Figur 5;

Figur 7 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung;

Figur 8 eine der Figur 2 entsprechende Darstellung der

Schraubenantriebsausbildung nach Figur 7;

Figur 9 eine Seitenansicht einer Schraubenantriebsausbildung nach einer weiteren Ausführungsform; - -

eine perspektivischen Darstellung der Antriebsausbildung nach Figur 9; eine Seitenansicht einer Schraubenantriebsausbildung einer nochmals weiteren Ausführungsform; die perspektivische Ansicht der Ausbildung nach Figur 1 1 ; eine perspektivische Ansicht einer gegenüber Figur 12 geänderten Ausführungsform; die Stirnansicht einer Schraube mit einer Antriebsausbildung nach Figur 13; den Axialschnitt durch das Schraubenkopfende einer Schraube nach Figur 13 und 14; eine Seitenansicht einer Schraubenantriebsausbildung nach einer nochmals weiteren Ausführungsform; die perspektivische Darstellung der Ausbildung nach Figur 16; eine der Figur 16 entsprechende Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform; eine der Figur 17 entsprechende Darstellung der Ausbildung nach Figur 18; eine Stirnansicht einer Schraube mit einer Schraubenantriebsausbildung nach Figur 19; - -

eine Seitenansicht einer Schraubenantriebsausbildung einer weiteren Ausführungsform; die perspektivischen Ansicht der Ausbildung nach Figur 21 ; eine der Figur 22 entsprechende Darstellung; die Stirnansicht einer Schraube mit einer Ausführungsform der Antriebsausbildung ähnlich Figur 21 ; einen Schnitt durch das Schraubenkopfende der Schraube nach Figur 24; den Verlauf der Kontur einer Schraubenantriebsvertiefung im Bereich eines Flügels; eine der Figur 26 entsprechende Darstellung; eine den Figuren 26 und 27 entsprechende Darstellung; eine weitere Ausführungsform des Verlaufs der Kontur der Schraubenantriebsausbildung; einen Axialschnitt durch einen weiteren Schraubenantrieb; die perspektivische Darstellung des Schraubenkopfs der Figur 30; die perspektivischen Ansicht eines Werkzeugs zum Antrieb der Schraube in Figur 30 und 31 ; - -

Figur 33 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform;

Figur 34 einen der Figur 33 entsprechenden Axialschnitt durch eine nochmals weitere Ausführungsform einer Antriebsausbildung.

Zunächst zu Figur 1 . Die hier dargestellte Form kann sowohl als das Antriebsende eines Werkzeugs als auch als Form der Vertiefung in einem in Drehrichtung anzutreibenden Werkstück angesehen werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, dass es sich um die Form der Vertiefung in einem Schraubenkopf handelt, wie dies beispielsweise in Figur 3 und Figur 5 dargestellt ist. Die Schraubenantriebsausbildung enthält einen ersten Bereich 1 , der dann von der Stirnfläche 2 einer Schraube ausgeht. An diesen ersten Bereich 1 , der einen ersten Querschnitt aufweist, schließt sich über eine gegebenenfalls abgerundete Stufe 3 ein zweiter Bereich 4 an, der eine gewisse Ähnlichkeit mit dem ersten Bereich aufweist. Der zweite Bereich 4 endet in einem flachkegligen Boden 5. Die Form des Querschnitts des zweiten Bereichs 4 und des ersten Bereichs 1 kann man beispielsweise schon der Figur 2 entnehmen. Der Querschnitt bildet die Form eines Sterns mit einem mittleren Kern 6, an den sich im dargestellten Beispiel sechs Flügel 7 radial nach außen anschließen. Die Flügel 7 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. Dies ist sinnvoll, aber nicht unbedingt erforderlich, da für Sonderzwecke auch unregelmäßig angeordnete Flügel sinnvoll sein können. Damit lassen sich Schrauben herstellen, die nur mit einem Spezialwerkzeug betätigt werden können. In der dargestellten Ausführungsform ist die Zahl der Flügel 7 in beiden Bereichen 1 , 4 gleich groß. Da der Durchgang bei einer Antriebsvertiefung zu den Flügeln des unteren Bereichs 4 durch die - -

Flügel 7 des oberen Bereichs 1 hindurch erfolgt und erfolgen muss, müssen die Flügel 7 des unteren Bereichs direkt unterhalb der Flügel 7 des oberen Bereichs 1 liegen. Außerdem kann der untere Bereich 4 natürlich nicht mehr Flügel 7 als der obere Bereich 1 haben. Er kann aber weniger Flügel haben. Bei den dargestellten Ausführungsformen hat aber der untere Bereich 4 die gleiche Zahl von Flügeln 7 wie der obere Bereich 1.

Zwischen den Flügeln liegt die Kontur der Seitenwände des Kerns auf einem Kreisbogen.

Die Flügel 7 haben, was man am besten in den Figuren 4 und 6 entnehmen kann, eine Stirnwand 8, zwei Seitenwände 9 und einen Boden 16, der in dem ersten Bereich 1 kürzer ist als die Seitenwände 9. Der Boden 16 bildet beim axialen Übergang zu den Stirnwänden 18 des kleineren Bereichs 4 eine Stufe. Diese Stufe 3 kann, wie dies die Seitenansicht der Figur 1 zeigt, abgerundet verlaufen. Sie kann aber auch eine scharfe Kante bilden. Die Seitenwände 9 der Flügel 7 verlaufen radial und zumindest angenähert parallel zueinander.

Es wurde bereits erwähnt, dass der Übergang zwischen dem Boden der Flügel 7 des oberen Bereichs 1 und den Seitenwänden 9 der Flügel 7 des unteren Bereichs abgerundet verlaufen kann, siehe Figur 1 und Figur 2, dass dies aber auch über eine Kante erfolgen kann.

Ebenso kann der Übergang zwischen der Stirnwand 8 eines Flügels 7 und den Seitenwänden 9 dieses Flügels 7 abgerundet verlaufen, wie man dies der Figur 2 entnehmen kann. Hier ist dieser Übergang 1 1 , siehe Figur 2, abgerundet. Aus der Stirnansicht der Figur 4 kann man - - entnehmen, dass hier auch eine Kante 12 gebildet ist. Der abgerundete Übergang ist auch in Figur 6 zu sehen.

Aus Figur 2 kann man ebenfalls entnehmen, dass der Übergang 21 zwischen den Stirnwänden 8 und den Seitenwänden 9 der Flügel 7 des unteren Bereichs 4 in der gleichen Weise abgerundet verläuft wie in dem oberen Bereich 1 . Es ist sinnvoll, die Übergänge in beiden Bereichen 1 und 4 in der gleichen Weise zu gestalten, aber es liegt auch im Rahmen der Erfindung, diese Übergänge in den beiden Bereichen unterschiedlich zu gestalten.

Die zusammen zu betrachtenden Figuren 7 und 8 zeigen, dass der Übergang zwischen den Seitenwänden 9 und den Stirnwänden 8 der Flügel 7 im oberen Bereich 1 und im unteren Bereich 4 scharfkantig erfolgt, so dass hier eine scharfe Außenkante 13 gebildet ist.

Der Übergang zwischen den Seitenwänden 9 der Flügel 7 und der zwischen den Flügeln 7 gebildeten Wand 14 des Kerns 6 verläuft längs einer schräg verlaufenden Übergangsfläche 15.

Es wurde erwähnt, dass die Stufe 3 abgerundet oder scharfkantig sein kann. Die zusammen zu betrachtenden Figuren 9 und 10 zeigen eine solche Ausführungsform, bei der der Übergang zwischen der Stirnwand 8 eines Flügels und dem Boden 16 des Flügels scharfkantig ist, und auch der Übergang zwischen dem Boden 16 des Flügels 7 und der Stirnwand 18 des darunter liegenden Flügels. Die Scharfkantigkeit und der abgerundete Übergang dieser Stufe 3 kann an beiden Stellen gegeben sein. Deutlich wird dieser scharfkantige Übergang ebenfalls aus der perspektivischen Darstellung der Figur 10. - -

Während bei den bisher behandelten Ausführungsformen nur zwei aneinander anschließende Bereiche unterschiedlichen Querschnitts vorhanden sind, zeigen nun die folgenden Figuren 1 1 bis 20 Ausführungsformen mit drei aneinander anschließenden Bereichen unterschiedlicher Querschnittsgröße. Bei der zunächst zu behandelnden Ausführungsform nach den Figuren 1 1 bis 15 schließt sich an die ersten Bereiche 1 und 4 ein Bereich 20 mit einem kreisförmigen Querschnitt an. Die ersten beiden Bereiche 1 und 4 sind mit Ausnahme ihrer axialen Erstreckung genauso aufgebaut wie beispielsweise bei der Ausführungsform der Figur 2. Der dritte Bereich 20, dessen Wand 21 auf einer Kreiskegelfläche liegt, dient dazu, das Werkzeug während der Drehbewegung zu führen. Dies ist insbesondere bei einer hohen Drehzahl wichtig. Dieser dritte Bereich 20 hat dann wieder einen Boden 5 wie bei der ersten Ausführungsform.

Bei der in Figur 13 dargestellten Ausführungsform ist der dritte Bereich mit Ausnahme der eigentlichen Spitze 5 identisch aufgebaut wie bei der Ausführungsform der Figur 1 1 und Figur 12, während die ersten beiden Bereiche 1 und 4 aufgebaut sind wie bei der Ausführungsform nach Figur 7 und Figur 8. Der Übergang zwischen den Stirnwänden 8 und den Seitenwänden 9 der Flügel 7 ist in den beiden ersten Bereichen scharfkantig, während der Übergang der Stufen 3 zwischen der Stirnwand 8 der Flügel 7 und ihrem Boden 16 und dem Boden und der Stirnwand 18 des darunter liegenden Flügels 7 abgerundet verläuft.

Die Figur 14 zeigt nun eine Draufsicht auf die Stirnseite 2 einer Schraube, die eine Antriebsvertiefung entsprechend der Figur 13 aufweist. Man sieht die scharfkantigen Übergänge zwischen den Stirnwänden 8 beziehungsweise 18 und den Seitenwänden 9, die zur Bildung einer Kante 13 führt. - -

Die Figur 15 zeigt zur Verdeutlichung einen Axialschnitt durch das Schraubenantriebsende einer Schraube, die eine solche Antriebsvertiefung aufweist. Man kann daher sehen, dass zumindest angenähert der radiale Abstand zwischen der Außenkontur des Senkkopfs und der Außenwand der Schraubenantriebsvertiefung überall gleich ist.

Bei der Antriebsausbildung für Drehantriebe, die in Figur 16 dargestellt ist, weist auch der dritte Bereich 20, der sich axial an die ersten Bereiche 1 und 4 anschließt, eine Querschnittsform eines Sterns mit einem Kern und sechs Flügeln 7 auf. Alles, was zu den Übergängen zwischen Stirnwänden, Seitenwänden und Boden der einzelnen Flügel gesagt wurde, gilt auch hier für die Übergänge zwischen dem zweiten und dritten Abschnitt und für die Flügel des dritten Abschnitts.

Bei der Ausführungsform nach Figur 16 verlaufen alle Übergänge abgerundet, was man auch der Figur 17 entnehmen kann. Bei der Ausführungsform der Figur 18 verlaufen dagegen die Übergänge jeweils scharfkantig.

Die Figuren 19 und 20 zeigen eine Ausführungsform einer Antriebsausbildung, bei der die Übergänge zwischen den Stirnwänden 8,18 der Flügel 7 und den Seitenwänden 19 in allen drei Bereichen 1 , 4 und 20 scharfkantig ausgebildet sind. Dadurch werden in allen drei Bereichen 1 , 4 und 20 scharfe Kanten 13 gebildet. Hier ist auch der Übergang zwischen den Stirnwänden 8 und dem Boden 16 ebenfalls scharfkantig ausgebildet. Man kann der Stirnansicht der Figur 20 diese scharfkantigen Übergänge entnehmen. Zu den Seitenwänden des Kerns des Querschnitts in den einzelnen Bereichen bleibt noch zu sagen, dass diese Seitenwände bei allen Ausführungsformen auf je einer Kreiskegelfläche 14 liegen, was man - - sowohl den Seitenansichten als auch den perspektivischen Darstellungen entnehmen kann. Diese Kegelform dient ebenfalls dazu, das Werkzeug zu zentrieren und zu führen, um auf diese Weise auch dafür zu sorgen, dass das Werkzeug axial ausgerichtet bleibt. Dies ist insbesondere bei hohen Drehzahlen wichtig. Darüber hinaus dient die Zentrierung dazu, die Drehmomentübertragung möglichst gleichmäßig über die entsprechenden Flächen zu verteilen. Es kann für eine ausreichende Zentrierung und Führung ausreichen, dass nur der untere Bereich die Kegelform aufweist.

Während bei den bisher behandelten Ausführungsformen die Stirnwände 8, 18 der Flügel 7 parallel zur Längsachse der Ausnehmung beziehungsweise des Vorsprungs verlaufen, zeigen die Ausführungsformen nach den Figuren 21 - 25, dass dies nicht unbedingt erforderlich ist. Bei der in Figur 21 dargestellten Ausführungsform ist der erste Bereich 1 genauso aufgebaut, wie bei den bisher behandelten Ausführungsformen. Daran schließt sich aber ein Übergangsbereich an, bei dem sich die Stirnwand 38 der Flügel längs einer konkaven oder auch kegeligen Außenkontur kontinuierlich verringert und in einen Endabschnitt 30 übergeht, der beispielsweise dem Endabschnitt der Ausführungsform nach Figur 16 - 18 entspricht. Man kann den Übergangsabschnitt und den Endabschnitt 30 auch als einen einzigen Abschnitt ansehen, innerhalb dessen sich der Querschnitt kontinuierlich verringert. Die Übergänge zwischen den Stirnwänden 38 und den Seitenwänden 9 können auch in diesem Übergangsbereich die gleichen Merkmale aufweisen wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen in den Bereichen 1 , 4 und 20.

Die Figur 22 zeigt scharfkantige Übergänge zwischen den Seitenwänden 9 und den Stirnwänden 8 beziehungsweise 38, während die Übergänge im Axialschnitt abgerundet verlaufen. - -

Bei der in Figur 23 dargestellten Ausführungsform sind auch die Übergänge zwischen den Stirnwänden 8 beziehungsweise 38 in den Seitenwänden 9 der Flügel 7 abgerundet. Während bei den Ausführungsformen, die in Figur 21 bis Figur 23 dargestellt sind, der erste Bereich 1 noch zylindrisch ist und erst der sich daran anschließende zweite Bereich eine Art Trompetenform aufweist, zeigen die Figuren 24 und 25 eine andere Ausführungsform. Hier ist der erste Bereich mit einer sich kontinuierlich verjüngenden Querschnittsgröße versehen, während in dem sich daran anschließenden inneren zweiten Bereich die Flügel wieder eine über die Tiefe der Ausnehmung konstante Querschnittsgröße aufweisen. Die Seitenwände des Kerns zwischen den Flügeln liegen auch hier wieder auf einer Kreiskegelfläche.

Es wurde eingangs erwähnt, dass die Seitenwände 9 der Flügel 7 in der Stirnansicht beziehungsweise im Querschnitt zumindest angenähert parallel zueinander verlaufen. Dass sie in einem Axialschnitt ebenfalls parallel zueinander verlaufen, ergibt sich auch aus der Stirnansicht. Die folgenden Figuren 26 - 28 sollen den Verlauf der Kontur der Seitenwände 9 und der Stirnwand 8 beziehungsweise 18 der Flügel 7 noch genauer darstellen. Diese sehr schematisch gehaltenen Figuren zeigen den Verlauf der Kontur des Querschnitts in einem Ausschnitt beidseits eines Flügels 7.

Ein Flügel 7 wird begrenzt von einer Stirnwand 8 und zwei Seitenwänden 9. Die Seitenwände 9 gehen dann in die Außenwand 14 des Kerns des Sterns über. Die Kontur der Stirnwand 8 verläuft bei den Ausführungsformen der Figur 26 bis Figur 28 längs eines Kreisbogens um die Achse der Antriebsausbildung, die bei einer Schraube mit der Längsachse der Schraube zusammenfällt. Bei der Ausführungsform der Figur 26 verlaufen die Konturen der Seitenwände 9 parallel zueinander. - -

Der Übergang zwischen den Seitenwänden 9 der Flügel 7 und der Außenwand 14 des Kerns kann entweder abgerundet ausgebildet sein, so dass dort eine Kehle 24 gebildet wird. Sie kann aber auch durch eine Kante 25 gebildet sein, was bei den drei Figuren jeweils bei einem Flügel 7 dargestellt ist. Dies soll nicht bedeuten, dass diese unterschiedlichen Übergänge tatsächlich bei einem Flügel 7 vorhanden sind oder sein müssen.

Bei der in Figur 27 stark schematisiert dargestellten Ausführungsform verlaufen die Konturen der Seitenwände 9 von der Mittelachse der Antriebsausbildung ausgehend divergierend, in einem Winkel in einem Bereich von beispielsweise 3 bis 5°.

Bei der Ausführung der Figur 28 verlaufen die Konturen der beiden Seitenwände 9 des Flügels 7 von der Mittelachse 26 ausgehend konvergierend. Der Winkel kann im gleichen Winkelbereich liegen wie bei der Ausführungsform der Figur 27.

Die Figur 29 weicht nun von den bisherigen Figuren stark ab. Der Übergang zwischen dem Kern des Sterns und den Flügeln 7 verläuft hier graduell und kontinuierlich. Die Stirnwand 8 eines Flügels wird von einem Bogen gebildet, der nicht mehr einem Kreisbogen um die Mittelachse 26 entspricht, sondern viel stärker gekrümmt ist. Die Stirnwand geht ohne einen Knick oder einen besonderen Übergang direkt in eine umgekehrt gebogene Kontur über, die weniger stark gekrümmt ist. Hier wird die Außenkontur der Schraubenantriebsausbildung abwechselnd von konkav und konvex gebogenen Linien gebildet. Nun zu der in den Figuren 30 und 31 dargestellten Ausführungsform der Drehantriebsausbildung eines Schraubenkopfs. Die Figur 30 zeigt einen Axialschnitt durch einen solchen Schraubenkopf. Die - -

Drehantriebsausbildung in Form einer Vertiefung beginnt, wenn man von dem unteren Ende der Ausnehmung ausgeht, in der gleichen Weise wie die Ausführungsform der Figur 1. Von einem flachkegligen Boden 5 ausgehend ist ein erster Bereich 4 vorhanden, in dem der Querschnitt der Ausnehmung die Form eines Sterns mit einem mittleren Kern und sechs Flügeln 7 aufweist. Die Stirnwände 8 der Flügel verlaufen in dem Axialschnitt parallel zur Längsachse. Der Bereich des Kerns 6 innerhalb des ersten Bereichs 4 zwischen den Flügeln 7 liegt auf einem Konus. An diesen unteren Bereich 4 schließt sich ein Übergangsbereich in Form einer Stufe 3 an, in dem die Seitenkontur der Flügel 7 geschwungen verläuft. Die Seitenkontur der Flügel 7 geht dann in den oberen Bereich über, in dem die ursprüngliche Seitenkontur der Flügel 7 in einen Nutboden übergeht. Von der Stirnseite 2 der Schraube ausgehend sind in Verlängerung der Flügel 7 des unteren Bereichs 4 radial verlaufende Nuten 48 ausgebildet, die natürlich auch als Flügel bezeichnet werden könnten. Wesentlich ist, siehe die perspektivischen Darstellung der Figur 31 , dass in dieser an sich ebenen Stirnfläche 2 mehrere radiale nicht bis zum Außenrand des Schraubenkopfs reichende Nuten 48 vorhanden sind, die in beiden Drehrichtungen Angriffsflächen für ein Werkzeug bilden. Hier kann also ein Werkzeug zum Drehangriff mit einer nach unten, das heißt axial, gerichteten Rippe, einem Vorsprung oder dergleichen angreifen. Dadurch vergrößert sich die Angriffsfläche, was wiederum zu einer Verringerung der Flächenpressung führt.

Aus der perspektivischen Darstellung der Figur 31 ergibt sich die Form des Übergangs zwischen den radial verlaufenden einen stirnseitigen Eingriff ermöglichenden Nuten und den Flügeln des Eingriffsabschnitts 4.

Die radial verlaufenden Nuten 48, die eine Stirnvertiefung in der Stirnfläche 2 der dargestellten Schraube bilden, haben einen Boden, der - - im radialen Endbereich in einer Querebene quer zur Längsachse der Schraube verläuft. Auch bei allen anderen Ausführungsformen, die in den vorhergehenden Figuren dargestellt sind, ist der Stufenübergang 3 so gestaltet, dass der Boden dieser Stufe sehr nahe an einer Querebene liegt. Insbesondere schlägt die Erfindung vor, dass der Boden mit Ausnahme seines Übergangs in die beiden durch die Stufe 3 verbundenen Bereiche einen Winkel von höchstens 45° mit einer quer zur Längsachse verlaufenden Ebene einschließt. Was bei der Ausführungsform nach den Figuren 30 und 31 besonders deutlich dargestellt ist, gilt auch bei den vorhergehenden Ausführungsformen, da dort überall in dem Bereich zwischen einem Abschnitt mit einem größeren Querschnitt und einem Abschnitt mit einem kleineren Querschnitt ein Stufenübergang 3 vorhanden ist, in dem ein in axialer Richtung vorspringender Teil eines Werkzeugs einen Drehangriff herstellen kann.

Ein Beispiel für die Form eines solchen Werkzeugs ist in Figur 32 dargestellt. Die dargestellte Form ist das Komplement zu der Ausnehmungsform der Figuren 30 und 31. Es ist zu erkennen, dass an dem Werkzeug von dessen freien Ende ausgehend sechs Rippen 7 vorhanden sind, die zunächst axial verlaufen. Dann biegen sie in einer geschwungenen Form nach außen ab und verlaufen in ihrem Endbereich radial und quer zur Längsachse.

Bei den bisher abgehandelten Ausführungsformen mit Ausnahme der in Figur 24 und Figur 25 dargestellten Ausführungsform verläuft die Stirnwand 8 der Flügel 7 in einem Axialschnitt parallel zur Längsachse. Dies ist aber nicht erforderlich.

Der vereinfachte Axialschnitt durch eine Schraubenantriebsausbildung, beispielsweise ein Werkzeug, zeigt, dass auch die Stirnwand 8 der - -

Flügel 7 in beiden Bereichen 1 , 4 auf einem Kegel liegen kann, ebenso wie der Bereich des Kerns 6 zwischen den Flügeln 7. Im dargestellten Beispiel ist der Kegelwinkel, auf dem die Stirnwände 8 der Flügel 7 liegen, identisch zu dem Kegelwinkel der Außenseite des Kerns 6 zwischen den Flügeln 7.

Der Winkel zwischen der Längsachse und der Stirnwand 8 in dem Axialschnitt beträgt etwa 6°. Die Figur 34 zeigt einen weiteren Axialschnitt, bei dem in dem Abschnitt mit der größeren Querschnittsfläche der Kern 6 im Bereich zwischen den Flügeln 7 im Axialschnitt auf einer Zylinderfläche liegt. Die Stirnwände 8 der Flügel 7 liegen, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Figur 33, in dem genannten Bereich auf einer Kegelfläche, die etwa den gleichen Winkel zur Längsachse aufweist wie bei der Ausführungsform nach Figur 33.

In dem Bereich 4 mit der kleineren Querschnittsfläche verlaufen die Wände des Kerns 6 und die Stirnwände 8 der Flügel 7 wie bei der Ausführungsform nach den Figuren 21 bis 23.

Natürlich sind auch Kombinationen der Verläufe, wie sie hierin dargestellt sind, möglich. Beispielsweise könnte die Stirnwand 8 der Flügel 7 im ersten Bereich 1 auf einer Kegelfläche und im zweiten Bereich 4 auf einer Zylinderfläche liegen. Ähnliches gilt auch für die Außenwand des Kerns 6 zwischen den Flügeln 7.