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Die
Erfindung bezieht sich auf ein diebstahlgesichertes Schraubteil
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie es aus
DE 10 41 302 C bekannt ist. Ähnliche
diebstahlgesicherte Schraubteile sind auch aus
DE 14 80 817 A und
DE 295 10 069 U1 bekannt.
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Diebstahlgesicherte
Schraubteile werden unter anderem eingesetzt für die Diebstahlsicherung von
Fahrzeugrädern. Üblicherweise
liefern Fahrzeughersteller ihre Fahrzeuge wie folgt aus: Die Räder sind
mittels handelsüblicher
Schrauben, zumeist Sechskantschrauben, befestigt oder es sind Gewindebolzen
vorgesehen, auf die die Räder
aufgesteckt und mit entsprechenden Muttern fixiert sind. Derartige
Räder kann
man mit normalen Schlüsseln
entfernen, also beispielsweise stehlen. Es sind bereits spezielle
Schraubteile bekannt, die einen besonders ausgebildeten Kopf haben,
der nur mit einem Spezialschlüssel
zusammenwirkt. Mit diesem kann ein ungewolltes Entfernen eines Rades
wirksam behindert werden.
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Bei
dem Schraubteil der eingangs genannten Art ist in den Kopf eine
ringförmige
Vertiefung eingearbeitet, insbesondere eingefräst. Sie hat eine nahezu regelmäßige Kontur
und gleichförmige
Breite. Ein derartiges Einfräsen
ist mit hohem Aufwand verbunden. Will man nicht immer die gleiche
Vertiefung fräsen,
müssen
die Bearbeitungsmaschinen immer wieder umgestellt werden. Dies alles
ist mit hohem Aufwand und daher auch entsprechend hohen Kosten verbunden.
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Weiterhin
sind diebstahlgesicherte Schraubteile bekannt aus der
FR 2 658 253 B1 und der
US 4,473,169 .
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Die
Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, das diebstahlgesicherte
Schraubteil der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass
einerseits seine Herstellung deutlich vereinfacht ist und andererseits
die Anzahl der Verschlüsselungen,
die erreichbar ist, zu erhöhen.
Dabei ist insbesondere beabsichtigt, auch die Breite der Vertiefung entlang
ihres Verlaufs zu verändern,
so dass auf diese Weise eine größere Anzahl
von Verschlüsselungen
erreichbar ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein diebstahlgesichertes Schraubteil mit den Merkmalen des Anspruchs
1.
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Das
erfindungsgemäße Schraubteil
ist zweiteilig aufgebaut. Das Hauptstück bildet die wesentlichen
Funktionen des Schraubteils aus. Es ist vorzugsweise so aufgebaut,
dass es auch ohne Einsatzstück
die komplette Funktion eines Schraubteils erfüllt. Das Hauptstück soll
also erfindungsgemäß im Wesentlichen
die Anschlagflächen
für den
Schlüssel ausbilden,
es hat weiterhin einen Gewindebereich.
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Das
Einsatzstück
dient dagegen bevorzugt der Verschlüsselung, also dazu, den Schlüssel ganz speziell
ausbilden zu müssen
und das Einsetzen ähnlicher,
aber falscher Schlüssel
zu verhindern.
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Durch
beliebige Kombination unterschiedlicher Einsatzstücke und
Hauptstücke
können
sehr verschiedene Verläufe
der ringförmigen
Vertiefung auf einfache Art und Weise realisiert werden. Es sind also
sehr viele Kombinationen möglich.
Dabei werden insbesondere ringförmige
Vertiefungen erreicht, deren Breite über den Verlauf charakteristisch
variiert. Derartige Vertiefungen sind aus dem Stand der Technik
nicht bekannt und lassen sich nach dem Stand der Technik durch Fräsen praktisch
nur mit sehr großem
Aufwand realisieren, sind jedenfalls aufwändig herzustellen. Durch die
unterschiedliche Breite der ringförmigen Vertiefungen gewinnt
man bei dem Schraubteil nach der Erfindung zusätzliche Sicherheit gegen Diebstahl.
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In
einer besonders bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist die Aufnahmebohrung
im Wesentlichen zylindrisch, das Einsatzstück bildet einen Kopf und einen
Schaft aus, wobei der Schaft ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch,
insbesondere mit axialen Rippen oder Riefen, ausgeführt ist.
Das Einsatzteil ist in jeder beliebigen Drehposition gegenüber dem Hauptteil
in dieses einsetzbar. Auf diese Weise kann das Einsatzstück in sehr
unterschiedlicher Zuordnung zum Hauptstück in diesem fixiert werden.
Dadurch ergibt sich eine sehr große Anzahl von Verschlüsselungsmöglichkeiten.
In Kombination mit der variierenden Spaltbreite der ringförmigen Vertiefung wird
auf diese Weise eine Anzahl von Verschlüsselungen erreicht, die im
Stand der Technik bisher nicht bekannt ist.
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In
vorzugsweiser Weiterbildung ist das Einsatzstück so ausgebildet, dass es
einen Kopf und einen Schaft hat. Der Schaft ist für die Aufnahme
in der Aufnahmebohrung vorgesehen und entsprechend ausgebildet.
Der Kopf bildet den inneren Rand an seiner Seitenfläche aus.
Dabei ist die Formgebung dieses Kopfes in Abstimmung mit der Form
und den Abmessungen des äußeren Randes
des Hauptstücks so,
dass sich unabhängig
von der Relativposition zwischen Einsatzstück und Hauptstück immer
eine umlaufende ringförmige
Vertiefung ergibt.
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Die
Erfindung bietet den Vorteil, dass das Hauptstück im Wesentlichen auf den
Antrieb, also besonders günstig
für ein
formschlüssiges
Zusammenwirken mit dem Schlüssel
ausgebildet werden kann, während
das Einsatzstück
im Wesentlichen nicht der Einleitung von Kräften für die Drehbewegung, sondern
der Verschlüsselung
dient. Dies schließt
allerdings nicht aus, dass auch das Einsatzstück Antriebskräfte aufnimmt
und das Hauptstück einen
Beitrag zur Verschlüsselung
liefert.
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In
einer besonders bevorzugten Ausbildung ist der Verlauf des äußeren Randes
im Wesentlichen wie ein innenverzahntes Zahnrad ausgeführt, also ein
Innenzahnprofil. Zur Verschlüsselung können einzelne
Zähne größer oder
kleiner als die anderen Zähne
sein, entfallen oder auch Zahnzwischenräume (Lücken) entfallen usw..
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Das
Einsatzstück
ist in bevorzugter Ausführung
der Erfindung unlösbar
mit dem Hauptstück
verbunden, wenn es einmal eingesetzt ist. Insbesondere ist es in
die Aufnahmebohrung des Hauptstücks
eingepresst. Unter einer unlösbaren
Verbindung wird dabei eine Verbindung verstanden, die ohne Zerstörung nicht
trennbar ist. Vorzugsweise wird das Einsatzstück beim Einfügen in das
Hauptstück
mechanisch so deformiert, dass ein Trennen nicht mehr möglich ist.
Hierzu hat es sich als besonders günstig erwiesen, dass vor dem
Zusammenfügen
von Hauptstück
und Einsatzstück
das Hauptstück
am freien Ende der Aufnahmebohrung einen axialen Überstand
hat und das Einsatzteil eine periphere Kehle hat, die diesem Überstand
zugeordnet ist und in die beim Zusammenfügen von Hauptstück und Einsatzstück das Material
des axialen Überstandes
hineinfließt.
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Ein
besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin, dass Hauptstück und Einsatzstück vor dem
Zusammenfügen
zum Schraubteil abschließend
oberflächenbehandelt
werden können.
Es muss also das fertiggestellte Schraubteil nicht mehr irgendwie
behandelt werden, vielmehr ist der abschließende Schritt bei der Fertigung
des Schraubteils das Zusammenfügen
von Hauptstück
und Einsatzstück.
Auf diese Weise kann die ringförmige
Vertiefung besonders präzise
gefertigt werden.
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Vorzugsweise
ist mindestens das Hauptstück
oder das Einsatzstück
ein einstückiges
Teil, insbesondere sind beide einstückige Teile. Hierdurch wird
die Fertigung vereinfacht.
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Während bei
dem diebstahlgesicherten Schraubteil der eingangs genannten Art
der Schlüssel
die Schraube bzw. Mutter auch außen ringförmig umgreift, ist dies beim
diebstahlgesicherten Schraubteil nach der Erfindung zwar möglich, aber
nicht notwendig. Für
eine Führung
zwischen Schraubteil und Schlüssel
wird vorzugsweise vorgeschlagen, dass das Einsatzstück eine
zur Drehachse zentrische Zentrierbohrung aufweist und dass ein zugeordneter Schlüssel vorgesehen
ist, der einen zentrischen, axial nachgiebigen Zentrierstift und
für das
Einbringen eines Drehmomentes einen der ringförmigen Vertiefung angepassten
Vorsprung hat. Auf diese Weise kann der Schlüssel gegenüber dem Schraubteil gedreht
und die richtige Eingriffsposition auf diese Weise rasch gefunden
werden. Ohne eine derartige Zentrierung wäre das Auffinden der exakten
Zuordnung von Schlüssel
und Schraubteil schwierig.
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In
einer bevorzugten Ausführung
haben das Hauptstück
und das Einsatzstück
eine unterschiedliche Farbgebung, beispielsweise ist das Hauptstück silberfarben,
während
das Einsatzstück
schwarz ist. Dadurch wird eine besondere optische Wirkung erzielt.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie
der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Folgenden näher erläutert werden.
In dieser zeigen:
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1:
ein axiales Schnittbild eines diebstahlgesicherten Schraubteils,
das als Schraube ausgebildet ist und ausgeführt ist als Montagebild eines Hauptstücks und
eines Einsatzstücks,
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2:
eine Draufsicht auf den Kopf des Schraubteils gemäß 1,
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3:
ein axiale, schnittbildliche Darstellung in Form eines Montagebildes ähnlich 1 für ein zweites
Ausführungsbeispiel,
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4:
eine Draufsicht auf den Kopf des Schraubteils gemäß 3 und
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5:
eine Darstellung in Form eines Axialschnittes durch den Kopfbereich
eines Schraubteils und den Kopfbereich eines zugehörigen Schlüssels, eine
Zentriereinrichtung ist vorgesehen.
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Das
diebstahlgesicherte Schraubteil ist in den Ausführungsbeispielen stets als
eine Schraube realisiert, es kann auch als Mutter ausgebildet sein. An
einem freien Endbereich 20, dem Kopf des Schraubteils,
ist axial eine ringförmige
Vertiefung 22 für
den Eingriff eines Schlüssels 24 (siehe 5) vorgesehen.
Sie ermöglicht
einen formschlüssigen Eingriff
mit dem entsprechend ausgebildeten Schlüssel 24, so dass das
Schraubteil gedreht werden kann. Die ringförmige Vertiefung 22 hat
einen äußeren Rand 26,
einen Boden 28 und einen inneren Rand 30. Mindestens
einer dieser Ränder 26 oder 30,
im Ausführungsbeispiel
nach den 1 und 2 ist es der äußere Rand 26,
bildet Anschlagflächen 32 für den Schlüssel 24 aus.
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Das
Schraubteil ist zusammengesetzt aus einem Hauptstück 34 und
einem Einsatzstück 36.
Am Hauptstück
befindet sich ein Gewindebereich 38, der um eine Drehachse 40 zentrisch
ausgeführt
ist. Das Hauptstück 34 hat
alle Merkmale eines Schraubteils, es kann also auch ohne das Einsatzstück 36 für die Befestigung
von Rädern
an einem Kraftfahrzeug dienen. Ohne das Einsatzstück 36 ist
allerdings die Diebstahlsicherung gering.
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Das
Hauptstück 34 bildet
den äußeren Rand 26 und
den Boden 28 der ringförmigen
Vertiefung 22. Der innere Rand 30 dieser ringförmigen Vertiefung 22 wird
durch das Einsatzstück 36 realisiert.
Durch die zweistückige
Ausbildung läßt sich
die ringförmige Vertiefung 22 sehr
präzise
fertigen, insbesondere kann der Übergang
zwischen dem Boden 28 und dem inneren Rand 30 sehr
präzise
durchgeführt
werden. Wie die Figuren zeigen, sind die beiden Ränder 26, 28 in
axialer Richtung im Wesentlichen gleich lang. Weiterhin stehen sie
sich im zusammengesetzten Zustand direkt gegenüber. Ein Überstand des einen Randes gegenüber dem
anderen in axialer Richtung soll vermieden werden, er soll jedenfalls
so klein sein, dass das Ansetzen eines falschen Schlüssels praktisch
nicht möglich
ist.
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Die
radiale Breite des Spaltes, den die ringförmige Vertiefung 22 bildet,
ist wie folgt gewählt:
Einerseits ist die Breite so ausreichend groß gewählt, dass ein Schlüssel genügend Material
hat, um die Antriebskräfte
beim Anziehen und Lösen
in das Schraubteil einbringen zu können, ohne zerstört zu werden.
Gleiches gilt für
die Aufnahme der Antriebskraft in dem Schraubteil. Andererseits
ist der Spalt so ausreichend schmal gewählt, dass es nicht möglich ist,
einen Schlüssel
herzustellen, der nicht auf die Formgebung des Einsatzstücks 36 und
damit des inneren Randes 30 Rücksicht nehmen muss, sondern z.B.
das Einsatzstück 36 mit
Luft umgreift, um so weitgehend unabhängig von der Position und Form des
Einsatzstücks 36 zu
sein. Vielmehr soll das Einsatzstück 36 die Formgebung
des Schlüssels 24 notwendigerweise
mitbestimmen.
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Weiterhin
ist das Einsatzstück 36 so
hart und fest ausgeführt
und im Hauptstück 34 so
fest verankert, dass es nicht einfach zerstört oder entfernt werden kann.
Die bei Schrauben üblichen Härten, beispielsweise
im Bereich von 10 N/mm2, werden auch bei
der Erfindung verwendet, es wird eine hohe Oberflächenhärte angestrebt.
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Das
Hauptstück 34 hat
eine Aufnahmebohrung 42 für das Einsatzstück 36.
Diese Aufnahmebohrung 42 ist in der Ausführung nach
den 1 und 2 zentrisch zur Drehachse 40 ausgeführt. Sie
ist zylindrisch. Das Einsatzstück 36 hat
einen Kopf 44 und einen Schaft 46. Der Schaft
ist so ausgeführt, dass
er ein gewisses Übermaß gegenüber der
Aufnahmebohrung 42 hat und in diese eingepresst werden
kann.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
nach den 1 und 2 hat der
Kopf 44 radial eine größere Abmessung
als der Schaft 46. Dies muss jedoch nicht so sein. Vielmehr
kann auch der Schaft 46 eine größere radiale Abmessung haben
als der Kopf oder beide können
ungefähr
gleiche Abmessungen haben.
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Der
Schaft 46 hat an seinem freien Ende einen Führungsbereich 48,
der axial relativ kurz ist, beispielsweise nur einen Millimeter
lang ist. Er ist so ausgebildet, dass er weitgehend kräftefrei
in die Aufnahmebohrung 42 eingesetzt werden kann. Erst
das weitere Einbringen des Schaftes 46 in die Aufnahmebohrung 42 erfordert
Aufwand, insbesondere hohe Kräfte.
Beispielsweise erfolgt das Einbringen des Einsatzstückes 36 in
die Aufnahmebohrung 42 in einer hydraulischen Presse bei
z.B. 500 bar.
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Der
Schaft 46 hat an seiner Außenseite axiale Riefen 51 die
sich beim Einpressen des Schaftes 46 in die Aufnahmebohrung 42 verformen. Ähnlich kann
auch die Aufnahmebohrung 42 ausgebildet sein.
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Das
Einsatzstück 36 kann
in jeder beliebigen Drehposition in die Aufnahmebohrung 42 eingesetzt werden.
Die einmal gewählte
Drehposition bleibt beibehalten und kann ohne Zerstörung nicht
verändert werden.
Bei jeder neuen Drehposition verändert
sich jeweils der Verlauf der ringförmigen Vertiefung 22.
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Im
Bereich des Übergangs
zwischen Schaft 46 und Kopf 44 hat das Einsatzstück 34 eine
umlaufende Kehle 50. Ihr entspricht ein axialer Überstand 52 am
freien Ende der Aufnahmebohrung 42. Beim Zusammenfügen von
Einsatzstück 36 und
Hauptstück 34 drückt der
Kopf 44 den Überstand
im Wesentlichen radial nach innen, das Material des Überstandes 42 fließt dadurch
in den Bereich der Kehle 50, so dass ein Formschluß entsteht
und eine ohne Zerstörung
nicht lösbare
Verbindung erreicht wird.
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Das
Hauptstück 34 und
das Einsatzstück 36 sind
vor dem Zusammenfügen
bereits abschließend oberflächenbehandelt.
Dadurch lassen sich zweifarbige Ausführungen leicht realisieren.
Weiterhin ist es nicht mehr notwendig, das zusammengesetzte Schraubteil
zu behandeln. Vielmehr kann es unmittelbar nach dem Zusammenfügen von
Hauptstück 34 und
Einsatzstück 36 verpackt
werden. Eine umständliche
Zuordnung der jeweils erreichten Verschlüsselung bei einem nachfolgendem
Arbeitsgang ist damit nicht nötig.
Gerade bei der hohen Anzahl der möglichen Verschlüsselungen,
die durch die Erfindung erreicht wird, ist dies eine deutliche Vereinfachung
des Herstellungsvorgangs des Schraubteils.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach den 3 und 4 ist das
Hauptstück 34 mit
einem äußeren Rand 26 in
Form einer Verzahnung mit einer Vielzahl von Zähnen ausgebildet. Ein Zahnzwischenraum
ist dabei nicht ausgebildet, vielmehr ist hier eine Ausfüllung 54.
Die Innenverzahnung ist so ausgebildet, dass sie eine möglichst
gute Übertragung
der Kräfte beim
Anziehen und Lösen
des Schraubteils ermöglicht.
Grundsätzlich
haben sich Vielzahlverzahnungen für Schrauben sehr bewährt. Die
Erfindung ermöglicht
es, derartige Verzahnungen einzusetzen. Das Einsatzstück 36 ist
ebenfalls vielzahnig ausgebildet, auch hier ist zwischen zwei Zähnen eine
Ausfüllung 54 vorgesehen.
Durch unterschiedliche Position der beiden Ausfüllungen 54 zueinander
können unterschiedliche
Verschlüsselungen
erreicht werden. Anstelle von Ausfüllungen 54 sind andere
Abweichungen von der regelmäßigen Sternform
des inneren Randes 30 bzw. des äußeren Randes 26 möglich, beispielsweise
verbreiterte Zähne,
Auslassen mindestens eines Zahnes usw..
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5 zeigt
das Zusammenspiel zwischen einem Schraubteil und einem Schlüssel 24.
Der Schlüssel
hat einen Vorsprung 56, der der ringförmigen Vertiefung 22 angepaßt ist.
Dieser Vorsprung ist innen durch ein unrundes Loch 58 begrenzt,
das formmäßig dem
Einsatzstück 36,
also dessen Kopfstück 44,
entspricht. Dieses unrunde Loch 58 ist durch Reiben hergestellt.
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In
das unrunde Loch 58 ist ein zentrales Teil 60 eingesetzt,
das zentrisch zur Drehachse einen Zentrierstift 62 aufnimmt,
der axial verschiebbar ist. Er wird durch eine Feder 64 nach
außen
in die dargestellte Position gedrückt. Dem Zentrierstift 62 entspricht
formmäßig angepasst
ein Zentrierloch 66 im Einsatzstück 36 und zentrisch
zur Drehachse 40.
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Auf
diese Weise erfolgt ein Erstkontakt zwischen Schlüssel 24 und
Schraubteil durch Eingriff des Zentrierstiftes 62 in das
Zentrierloch 66. Durch Rotation des Schlüssels 24 kann
dann die passende Eingriffsposition von Schlüssel 24 und Schraubteil
erreicht werden, ohne lange probieren zu müssen.
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Die
Zuordnung der ringförmigen
Vertiefung 22 zum Schlüssel 24 ist
so gewählt,
dass nur ein Eingriff bei einer 360 ° Umdrehung des Schlüssels 24 gegenüber dem
Schraubteil möglich
ist.
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Das
Hauptstück 34 ist
vorzugsweise durch Kaltverformung, insbesondere Kaltstauchen gefertigt.
Auf diese Weise ist eine kostengünstige
Herstellung möglich.
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Ein
Umkreis 68 um das Einsatzstück 36 und mit der
Achse der Aufnahmebohrung 40 als Zentrum ist stets kleiner
als ein Innkreis 70 im Hauptstück 34 und mit dem
gleichen Zentrum. Das Einsatzstück 36 wird
auch als Abweiser oder Hindernisteil bezeichnet.