DE10144990A1

DE10144990A1 - Schraubendreher-Einsätze und -Schäfte

Info

Publication number: DE10144990A1
Application number: DE10144990A
Authority: DE
Inventors: Guenter Holland-Letz; Horst Holland-Letz
Original assignee: Felo Werkzeugfabrik Holland Letz GmbH
Current assignee: Felo Werkzeugfabrik Holland Letz GmbH
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-02-27

Abstract

Die Neuerung betrifft Schraubendreher-Einsätze oder Schäfte für Handschraubendreher, die zweiteilig hergestellt sind und aus einem Vorderteil aus Hartmetall mit der Funktionsspitze und einem Schaftteil aus Stahl oder anderem Metall bestehen. Das Vorderteil aus Hartmetall weist auf seiner Rückseite ein Verankerungselement auf und das Schaftteil an seiner vorderen Stirnseite eine entsprechende Ausnehmung. Das Verankerungselement und die Ausnehmung sind in Form und Maßen so aufeinander abgestimmt, daß durch Verpressen der beiden Teile eine feste, beide Teile koaxial zentrierende kraft- und/oder formschlüssige Verbindung erreicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft Schraubendreher-Einsätze und Schäfte für Handschraubendreher und -Klingen. Derartige Schraubendreher-Einsätze werden bisher aus legierten Werkzeugstählen hergestellt und erreichen nach dem Vergüten eine Gebrauchshärte von ca. 60 bis 64 HRC. Insbesondere bei der Benutzung in Kraftschraubern unterliegen die aus Werkzeugstahl hergestellten Schraubendreher-Einsätze an der Funktionsspitze einem relativ hohen Verschleiß, weil die Beanspruchung höher ist als bei einem Handschrauber. Bei Einsatz der Schrauber im gewerblichen Bereich, insbesondere auch bei der Schraub-Montage in einer automatisierten Fertigung, wird angestrebt, höhere Standzeiten der Schraubendreher-Einsätze zu erreichen. Eine Verbesserung wird durch eine Hartstoff-Beschichtung erreicht, wie sie von EP 0 439 501 B1 bekannt ist. Da eine solche Hartstoff-Beschichtung nur eine geringe Dicke haben kann und das Grundmaterial die für Schraubendreher-Einsätze übliche Festigkeit hat, ist die durch diese Ausführungsart erreichte Verbesserung der Standzeit noch nicht so hoch, wie sie gewünscht wird.
Bei Schraubendreher-Einsätzen, versuchsweise hergestellt aus Schnellstahl, wird zwar eine höhere Festigkeit der Einsätze nach dem Vergüten erreicht, jedoch können Schraubendreher-Einsätze aus Schnellstahl nur spanend gefertigt werden. Wegen der bei bestimmten Profilen, zum Beispiel Kreuzschlitzprofilen, vorgegebenen relativ scharfkantigen Profilierung und der beim spanenden Herausarbeiten des Profiles unterbrochenen Gefügetextur des Grundmaterials werden bei aus Schnellstahl hergestellten Schraubendreher- Einsätzen nicht die nach den Normen und in der Praxis geforderten Drehmomente erreicht, die Spitzen brechen bereits beträchtlich vor Erreichen dieser Werte spröde ab.
Alternativ zu Schnellstahl wurden Versuche durchgeführt, Schraubendreher- Einsätze aus Metallpulver-Mischungen durch Pressen und Sintern herzustellen - also aus Hartmetall. Derartige Schraubendreher-Einsätze sind aus DE 42 41 005 A1 und DE 43 00 446 A1 bekannt. Mit den dort vorgestellten Ausführungsformen wurden jedoch ebenfalls nicht die geforderten Drehmomentwerte erreicht. Das fertigungstechnische Problem bei diesen Ausführungsarten besteht darin, daß in den belasteten Bereichen der Funktionsspitzen das Metallpulver sehr stark verdichtet werden muß, um die erforderliche Homogenität des Gefüges nach dem Sintern und eine möglichst hohe Belastbarkeit zu erreichen. In der VDE-Zeitschrift Nr. 7-9 (1999) ist die Auslegung von Preßwerkzeugen zur Herstellung von Schraubendreher-Einsätzen aus Hartmetall beschrieben. Es wird berichtet, daß bei der gefundenen Auslegung der Werkzeuge und des Füllvorganges maßhaltige und rißfreie Rohlinge der Schraubendreher-Einsätze hergestellt werden konnten. Es ist nicht bekannt, welche Belastungswerte mit den auf diese Weise hergestellten Schraubendreher-Einsätzen in der Großserie tatsächlich erreicht werden. Bei den Schraubendreher-Einsätzen in der Form wie sie in DE 43 00 446 A1 dargestellt ist, mit einem gegenüber dem Sechskantschaft (1) im Querschnitt reduzierten Schaftfortsatz (2) ist es noch schwieriger, im Bereich der Funktionsspitze eine ausreichende Verdichtung des Metallpulvers und damit Belastbarkeit zu erreichen.
Aus US 3,393,722 A ist ein Schraubendreher für Kreuzschlitzschrauben bekannt, der eine Spitze aus Hartmetall aufweist, die mit dem Schaft durch einen Zapfen verbunden ist, der in eine Bohrung an der Stirnseite des Schaftes eingreift. Beide Teile sind durch Schweißen miteinander verbunden. Der Nachteil dieser Ausführung ist, daß die Verbindung von Spitze und Schaft durch den zylindrischen Ansatz keine Kraftübertragung von Schaft auf Spitze ermöglicht, sondern hierzu ein Verschweißen oder Verlöten der beiden Teile erforderlich ist.
Aus FR 2 469 290 A ist eine Spitze für einen Kreuz-Schraubendreher bekannt, bei dem die Kreuzstege ohne Auslauf in eine Planfläche, die quer zur Längsachse des Spitzenkörpers angeordnet ist, in den Spitzenkörper übergeht und der Spitzenkörper auf seiner Rückseite einen prismatischen Einschnitt aufweist. In diesen Einschnitt greift ein gleichermaßen geformter prismatischer Ansatz an der Stirnseite des Schaftes, mit dem der Spitzenkörper durch Hartlöten verbunden wird. Der Nachteil bei dieser Verbindungsausführung ist, daß die Spitze aus Hartmetall und der Schaft keine selbstzentrierende, koaxiale Verbindung von vornherein ermöglichen, weil die in Querrichtung zur Achse durchlaufenden prismatischen Verbindungselemente eine seitliche Verschiebung der beiden Teile zulassen und deshalb zur koaxialen Verbindung der beiden Teile beim Hartlöten erforderlich ist, die Stelle durch eine Hilfseinrichtung, zum Beispiel ein fest aufgesetzter Metallring, umschlossen werden muß.
Aufgabe ist es, Schraubendreher-Einsätze oder Schraubendreher-Schäfte für Hand-Schraubendreher mit einem Vorderteil aus Hartmetall in einer Form herzustellen, die eine möglichst einfache und kostengünstige Verbindung der Spitze und der Schaftteile ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß das Vorderteil aus Hartmetall auf seiner von der Funktionsspitze abgewendeten Rückseite ein Verankerungselement aufweist, und die Stirnseite des Schaftteiles eine entsprechend geformte Ausnehmung, in die das Verankerungselement eingreift und das Verankerungselement und Ausnehmung in ihrer Form und den Maßen so aufeinander abgestimmt sind, daß beim Zusammenpressen beider Teile eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt wird. Zweckmäßigerweise verläuft das Verankerungselement von der Basis bis zur Spitze konisch unter einem Winkel, der maximal dem Selbsthemmungswinkel der verwendeten Materialien und Oberflächen entspricht. In gleicher Weise verläuft die Ausnehmung an der Stirnseite des Schaftteiles konisch. In Ausführungsvarianten weisen das Verankerungselement und die Ausnehmung im Querschnitt ein unrundes Profil auf, so daß auch eine formschlüssige Verbindung erzielt wird. Solche Profile können beispielsweise ein Bogensternprofil sein, ein Mehrzahnprofil, ein Sechskantprofil oder andere unrunde Profile. Das Schaftteil wird aus einem Material gefertigt, das weicher und elastischer ist als das Vorderteil, zum Beispiel aus vergütetem Stahl oder einem anderen Metall.
Eine solche Verbindung kann nicht nur bei solchen Einsätzen angewendet werden, bei denen das Vorderteil eine stark konisch verlaufende Funktionsspitze aufweist, wie zum Beispiel Funktionsspitzen für Kreuzschlitzschrauben, und im Vergleich zu der Funktionsspitze größeren Durchmesser der zum Schaftteil hin gerichteten Basis, sondern auch bei Vorderteilen, die ein in Axialrichtung gerade verlaufendes Profil aufweisen, zum Beispiel ein Profil für TORX-Schrauben oder Innensechskant-Schrauben. Zur Verbindung von Vorderteil und Schaftteil erstreckt sich bei solchen Einsätzen das Profil des Vorderteiles über seine ganz Länge, greift also auch in die Ausnehmung an der vorderen Stirnseite des Schaftteiles ein, wobei die Ausnehmung das gleiche Querschnittsprofil aufweist wie das Vorderteil, aber auch im Querschnitt rund sein kann und sich das Profil des Vorderteils beim Verpressen mit dem Schaftteil in die Wandung der Ausnehmung einschneidet. Bei der konisch verlaufenden Verbindung verläuft das Profil des Vorderteiles auf einer Länge, die zur Verankerung in der Ausnehmung des Schaftteiles vorgesehen ist, konisch und die Ausnehmung weist die gleiche Konizität auf, mit einer Toleranzabstimmung, die zu einer festen Pressverbindung führt.
Das kurze Schaftteil aus Werkzeugstahl eines Schraubendreher-Einsatzes kann vorteilhafterweise spanlos, zum Beispiel durch Fließpressen hergestellt werden, wobei die Ausnehmung an der dem Vorderteil aus Hartmetall zugewendeten Stirnseite eingepreßt wird. Zur guten Ausformung des Schaftteiles ist es zweckmäßig, in seine hintere Stirnseite eine Vertiefung einzupressen.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielhaft beschrieben:
Fig. 1 zeigt das Vorderteil (1) aus Hartmetall, darin sind
(2) die Funktionsspitze eines Schraubendrehers für Kreuzschlitzschrauben
(3) das im Querschnitt unrund profilierte Verankerungselement
(3a) der Konuswinkel α,
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt A-A durch das Vorderteil durch den zylindrischen Abschnitt zwischen der Funktionsspitze und dem Verankerungselement,
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt B-B durch das profilierte Verankerungselement des Vorderteiles, mit Sechsfachbogensternprofil,
Fig. 4 zeigt einen zusammengesetzten Schraubendreher-Einsatz, teilweise längs geschnitten, darin sind
(1) das Vorderteil aus Hartmetall
(3) das im Querschnitt unrund profilierte Verankerungselement
(4) das Schaftteil mit Sechskant-Querschnittsprofil, teilweise geschnitten
(5) die in die hintere Stirnseite eingepresste Vertiefung,
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch den zusammengesetzten Schraubendreher-Einsatz gemäß Fig. 4 entlang der Linie C-C, darin sind
(3) das im Querschnitt unrund profilierte Verankerungselement
(4) das Schaftteil mit Sechskant-Querschnitt,
Fig. 6 zeigt einen zusammengesetzten Schraubendreher-Einsatz, teilweise längs geschnitten, darin sind
(1) das Vorderteil aus Hartmetall
(4) das Schaftteil mit Sechskant-Querschnittsprofil, teilweise geschnitten
(6) das konischen Verankerungselement mit rundem Querschnitt,
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt B-B durch das Verankerungselement mit rundem Querschnitt des Vorderteiles nach Fig. 5, darin sind
(6) das Verankerungselement
(4) das Schaftteil,
Fig. 8 zeigt einen zusammengesetzten Schraubendreher-Einsatz, dessen Vorderteil ein TORX-Profil aufweist, darin sind
(4) das Schaftteil, teilweise geschnitten
(8) das Vorderteil mit TORX-Profil
(9) das Verankerungselement,
Fig. 9 zeigt einen vorderen Abschnitt eines Schaftes für Handschraubendreher, in den ein Vorderteil aus Hartmetall mit einem TORX-Profil eingesetzt ist, darin sind
(8) das Vorderteil mit TORX-Profil
(9) der Schaft aus Rundstahl
(10) Die Bogensegmente der Ausnehmung mit rundem Querschnitt,
Fig. 10 zeigt einen Schaftteil aus Rundstahl mit dem eingesetzten Vorderteil (8)

Claims

1. Schraubendreher-Einsatz mit einem Vorderteil aus Hartmetall und einem Schaftteil aus Stahl oder anderem weicheren Metall als Hartmetall, wobei ein Verankerungselement an der Rückseite des Hartmetallteiles in eine Ausnehmung in der vorderen Stirnseite des Schaftteiles eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungselement und die Ausnehmungen in Form und Maßen so aufeinander abgestimmt sind, daß durch Verpressen der beiden Teile eine feste, beide Teile ko-axial zentrierende, kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zur Übertragung von Drehmomenten erzielt wird.

2. Schraubendreher-Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungselement und die Ausnehmung unter einem Winkel konisch verlaufen, der maximal dem Selbsthemmungswinkel der gewählten Material- und Oberflächenpaarung entspricht.

3. Schraubendreher-Einsatz nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungselement und die Ausnehmung ein unrundes oder rundes Querschnittsprofil aufweisen.

4. Schraubendreher-Einsatz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung ein rundes und das Verankerungselement am Vorderteil ein unrundes Querschnittsprofil aufweist.

5. Schraubendreher-Einsatz nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaftteil durch Fließpressen hergestellt und die Ausnehmung in der vorderen Stirnseite dabei eingepresst ist.

6. Schraubendreher-Einsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das fließgepresste Schaftteil in seiner hinteren Stirnseite eine eingepresste Vertiefung aufweist.