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Die
Erfindung betrifft eine magnetische Haltevorrichtung insbesondere
für Hand-Schraubendreher oder
längere
Schraubendreher Einsätze.
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Bekannt
sind Schraubvorrichtungen mit Permanent-Magnet, die einen Antriebsschaft
zum Einsetzen in einen Kraftschrauber und eine Einrichtung zur Aufnahme
von Schraubendreher-Einsätzen
aufweisen. Der Magnet hat dabei die Aufgabe, die auf die Profilspitze
der Schraubendreher-Einsätze
aufgesetzte Schrauben zu halten. Derartige Schraubvorrichtungen
sind aus U.S.-PS 3,392,767,
DE
101 48 943,9 ,
DE 199
07 837,8 und U.S.5,724,873 bekannt. Diese Schraubvorrichtungen
haben teilweise auch den Zweck, die Einschraubtiefe der Schrauben
zu begrenzen. Aus
EP
1 027 959 A2 ist eine magnetische Haltevorrichtung für Schrauben
bekannt, die auf die im Durchmesser reduzierte Spitze eines Schraubendreher – Einsatzes
aufgesteckt ist. Allen Schraubvorrichtungen ist gemeinsam, dass
sie als Magnete im wesentlichen Ringmagnete verwenden oder Magnetwerkstoff-Streifen,
die ihrerseits entweder in relativ dickwandige Außenhülsen aus
Metall oder zwischen Innen- und Außenhülsen aus Metall gefaßt sind.
Die Bauweise der bekannten magnetischen Schraubvorrichtungen ergibt
relativ große Durchmesser.
Diese ist eine Nachteil, wenn Schrauben z. B. in engen Gehäusen eingesetzt
werden sollen, insbesondere wenn sie tiefer liegen. Die kurzen Schraubvorrichtungen
zur Aufnahme von Schraubendreher – Einsätzen eignen sich für diese
Zwecke ohnehin schlecht, weil man mit ihnen tiefer liegende Gehäusebereiche
nicht erreicht.
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Haltevorrichtungen
zum Halten der Schrauben sind aber auch für Handschraubendreher oder Schraubendreher-Einsätze mit
langem Schaft, die in tiefer liegende Bohrungen eintauchen sollen,
zweckmäßig, weil
bei einer Vielzahl von Montagevorgängen das Halten der Schrauben
mit der zweiten Hand an der Spitze des Schraubendrehers erschwert
ist, z.B., wenn Schrauben in engen Gehäusen verschraubt werden müssen, auch
wenn die Schraube beim Ansetzen oder Lösen von der Spitze des Schraubendrehers
abfallen und unter Umständen Störungen an
einem Gerät
auslösen
kann. Es gibt mechanische Vorrichtungen, die entweder in das Innenprofil
einer Schraube, z. B. den Schraubenschlitz, klemmend eingreifen
oder krallenartig ausgebildet sind und den Schraubenkopf von außen umgreifen. Zum
Ansetzen oder Lösen
der krallenartigen Haltevorrichtung muss diese gespreizt werden,
was unter Umständen
wegen beengter Raumverhältnisse schwierig
ist, oder die Krallenspitzen werden beim Festdrehen der Schrauben
durch deren Kopf eingeklemmt. Auf jeden Fall muss zur Betätigung der
Haltevorrichtung eine Bewegung durch die eine oder andere Hand ausgelöst werden.
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Aufgabe
ist es, eine magnetische Haltevorrichtung für Schrauben zu gestalten, die
auf die Klingen von Handschraubendrehern und Schraubendreher- Einsätze mit
langem Schaft aufgesetzt werden kann und eine kleinen Außendurchmesser
und ein geringes Gewicht aufweist. Ein kleiner Durchmesser und eine
geringes Gewicht sind auch deshalb erforderlich, weil derartige
magnetische Haltevorrichtungen – mit
entsprechend angepaßten
Abmessungen – auch
für kleinere
Schraubendreher geeignet sein sollen. Der Außendurchmesser der magnetischen
Haltevorrichtung soll die Größe des zugeordneten Schraubenkopf – Durchmesser
nicht überschreiten, um
die Zugänglichkeit
zu engen Einschraubstellen nicht zu erschweren. Wichtig ist weiterhin
das stabile Anhaften der Schraube, die ausgerichtet zur Schraubendreherachse
stehen soll.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Haltevorrichtung mit den Hauptmerkmalen entsprechend Anspruch 1
gelöst.
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Die
Haltevorrichtung besteht demgemäß aus einer
Hülse aus
nichtmagnetischem Material, zum Beispiel Aluminium oder Kunststoff,
die nahe der Profilspitze auf den Klingenschaft aufgesteckt und
auf diesem in axialer Richtung selbsttätig leicht verschiebbar ist.
Der mögliche
Verschiebeweg ist durch mindestens ein Anschlagelement begrenzt,
das auf dem Klingenschaft befestigt ist und mit Anschlagelementen
der Hülse
zusammenwirkt. In die Hülse
ist an der der Profilspitze zugewendeten Stirnseite ein ringförmiger Permanentmagnet
(Ringmagnet) vorzugsweise ein Selten-Erde-Magnet, fest eingesetzt.
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Um
eine auf den Schraubenkopf wirkende möglichst große Haftkraft zu erreichen,
soll ein möglichst
direkter Kontakt von Magnet und Schraubenkopf erreicht werden, weil
Luftspalte die auf den Schraubenkopf wirkende magnetische Feldstärke stark
vermindern. Die Anlage des Schraubenkopfes an der Stirnseite des
Magneten gibt außerdem
einen stabileren Halt und eine achsfluchtende Ausrichtung der Schraube.
Wegen der unterschiedlichen Eindringtiefe der Profilspitze in unterschiedlich
große Schraubenköpfe ist
eine axiale Verschiebbarkeit des Magneten erforderlich. Die hintere
Stellung des Magneten muß so
gewählt
und durch den hinteren Anschlag begrenzt sein, daß der Magnet
auch in der hintersten Stellung durch die Magnetkraft in Richtung zur
Profilspitze angezogen wird, wenn eine Schraube auf diese aufgesetzt
wird. In der vordersten Stellung des Magneten soll jedoch der vordere
Bereich der Profilspitze so weit frei liegen, daß der Schraubenkopf darauf
angesetzt werden kann.
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Bei
leicht gängiger
Verschiebbarkeit wird der Magnet vom Schraubenkopf zur Profilspitze
hin angezogen, wenn die Schraube auf die Profilspitze gesetzt wird,
gleichzeitig zieht der Magnet die Schraube auf die Profilspitze
bis sie satt anliegend in das Innenprofil der Schraube eingetaucht
ist. Diese Funktion wird in Verbindung mit 2 und 5 erklärt. Die
Begrenzung der Verschiebewege und die Endstellungen des Magneten
werden durch die Anschlagelemente, auf dem Klingenschaft und an
der Hülse,
beziehungsweise dem Magnet, konstruktiv vorgegeben. Der Verschiebeweg
des Magneten ist durch die Anschläge so vorgegeben, dass der
maximal mögliche
Verschiebeweg mindestens der Eintauchtiefe der Profilspitze in die
größte einer
Profilspitze zugeordneten Schraube entspricht.
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Als
Anschlagelemente (5,6) können Band-Ringfedern oder Sprengringe
oder Kunststoffringe vorgesehen werden, die gegebenenfalls zusätzlich mit
dem Schaft (2) verklebt werden.
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Der
Erfindungsgegenstand wird an den Zeichnungen beispielhaft erläutert: Es
zeigen
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1. eine Draufsicht auf einen
Schraubendreher mit aufgesetzter magnetischer Haltevorrichtung.
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Darin
sind:
-
- 1
- der
Schraubendreher
- 2
- der
Klingenschaft
- 3
- die
Profilspitze
- 4
- die
Hülse der
magnetischen Haltevorrichtung
- 6
- das
hintere Anschlagelement
- 7
- der
ringförmige
Haltemagnet (Ringmagnet) gegenüber
der
-
- Hülse (4)
etwas vorstehend
- 12
- eine
Schraube
-
2 einen Schnitt durch die
magnetische Haltevorrichtung gemäß 1 entlang der Linie A-A
-
Darin
sind:
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- 2
- der
Klingenschaft
- 3
- die
Profilspitze
- 4
- die
Hülse der
magnetischen Haltevorrichtung
- 5
- das
vordere Anschlagelement
- 6
- das
hintere Anschlagelement
- 7
- der
Ringmagnet
- 8
- der
Zwischenraum (Abstand) zwischen dem Anschlagelement (5)
und der Stufe (11)
- 9
- der
Zwischenraum (Abstand) zwischen dem Anschlagelement (5)
und dem Ringmagneten (7)
- 11
- die
Stufe in der Bohrung der Hülse
(4)
- 12
- eine
Schraube
- 14
- der
Schraubenkopf
- 15
- das
Innenprofil im Schraubenkopf
- T1
- eine
Strecke der Bohrung in der Hülse
(4) mit einem Durchmesser, deren Durchmesser dem Durchmesser
des Schaftes entspricht
- T2
- eine
Strecke der Bohrung in der Hülse
(4) mit einem Durchmesser der größer ist als der Durchmesser
des vorderen Anschlagelementes (5)
- B
- die
Breite des vorderen Anschlagelementes
- K
- der
Kopfdurchmesser der Schraube
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3 einen Schnitt durch eine
Ausführung entsprechend 2, jedoch mit einer weichen Druckfeder
zwischen Hülse
und hinterem Anschlagelement. Darin sind:
-
- 2
- der
Klingenschaft
- 3
- die
Profilspitze
- 4
- die
Hülse der
magnetischen Haltevorrichtung
- 5
- das
vordere Anschlagelement
- 6
- das
hintere Anschlagelement
- 7
- der
Ringmagnet
- 8
- der
Zwischenraum (Abstand) zwischen dem Anschlagelement (5)
und der Stufe (11)
- 9
- der
Zwischenraum (Abstand) zwischen dem Anschlagelement (5)
und dem Ringmagneten (7)
- 11
- die
Stufe in der Bohrung der Hülse
(4)
- 12
- eine
Schraube
- 13
- eine
weiche Druckfeder
- 14
- der
Schraubenkopf
- 15
- das
Innenprofil im Schraubenkopf
- T1
- eine
Strecke der Bohrung in der Hülse
(4) mit einem Durchmesser, deren Durchmesser dem Durchmesser
des Schaftes entspricht
- T2
- eine
Strecke der Bohrung in der Hülse
(4) mit einem Durchmesser der größer ist als der Durchmesser
des vorderen Anschlagelementes (5)
- B
- die
Breite des vorderen Anschlagelementes
- K
- der
Kopfdurchmesser der Schraube
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4 einen Schnitt durch eine
magnetische Haltevorrichtung in einer Ausführungsvariante ohne das hintere
Anschlagelement Darin sind:
-
- 2
- der
Klingenschaft
- 3
- die
Profilspitze
- 4
- die
Hülse der
magnetischen Haltevorrichtung
- 4a
- der
hintere Bereich der Hülse
(4) mit dem kleineren Bohrungsdurchmesser
- 5
- das
vordere Anschlagelement
- 7
- der
Ringmagnet
- 8
- der
Zwischenraum (Abstand) zwischen dem Anschlagelement (5)
und der Stufe (11)
- 9
- der
Zwischenraum (Abstand) zwischen dem Anschlagelement (5)
und dem Ringmagneten (7)
- 11
- die
Stufe in der Bohrung der Hülse
(4)
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5 einen Schnitt durch die
magnetische Haltevorrichtung in einer Stellung der Hülse, bei
der der Schraubenkopf am Magnet anliegt und die Profilspitze in
das Innenprofil der Schraube eintaucht.
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Darin
sind:
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- 2
- der
Klingenschaft
- 3
- die
Profilspitze
- 4
- die
Hülse der
magnetischen Haltevorrichtung
- 7
- der
Ringmagnet
- 8
- der
Zwischenraum zwischen dem Anschlagelement (5) und der
-
- Stufe
(11)
- 9
- der
Zwischenraum zwischen dem Anschlagelement (5) und dem Ringmagneten
(7)
- (12)
- die
Schraube
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Bei
der Darstellung gemäß 2 steht die Hülse (4)
mit dem Magneten (7) in Bereitschaftsstellung. Die Profilspitze
(3) ragt ein kurzes Stück
aus der Hülse
heraus, so daß das
Innenprofil (15) der Schraube (12) beim Aufstecken
auf der Profilspitze zentriert wird. Der Abstand (8) zwischen
der Stufe (11) in der Bohrung der Hülse (4) zum Anschlagelement
(5) ist so groß,
dass die Hülse
beim Aufsetzen des Schraubenkopfes auf die Profilspitze der in Richtung
zum Schraubenkopf größer werdenden
Magnetkraft folgend sich verschieben kann, bis die vordere Stirnseite
des Magneten an dem Schraubenkopf (14) anliegt. Der Abstand
(9) zwischen dem Anschlagelement (5) und der hinteren
Stirnseite des Magneten ist so groß, dass nicht durch dessen
Magnetkraft die Hülse
in Richtung zum Anschlagelement verschoben wird und dadurch der
Abstand der vorderen Stirnseite des Magneten zur Profilspitze (3)
so groß wird,
dass beim Aufsetzen der Schraube auf die Profilspitze die zwischen
Magnet und Schraubenkopf wirkende Magnetkraft nicht mehr ausreicht,
um die Hülse
zum Schraubenkopf hinzuziehen und beide miteinander in Kontakt zu
bringen. Der Abstand (10) zwischen dem hinteren Anschlagelement
(6) und der hinteren Stirnwand der Hülse (4) muss deshalb
so gewählt
werden, dass der Abstand (9) auf jeden Fall ausreichend
groß bleibt,
wenn die Hülse
einmal bis zum hinteren Anschlag verschoben sein sollte.
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3 zeigt die Ausführungsvariante,
bei der eine weiche Druckfeder (13) hinter der Hülse (4),
abgestützt
auf Anschlagselement (6), angeordnet ist. Im Vergleich
mit der Stellung der Hülse
(4) in den 2 und 3 ist die Hülse (4)
durch die Federkraft etwas weiter in Richtung der Profilspitze (3)
verschoben.
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Bei
einer Ausführung
gemäß 4 ist ein hinteres Anschlagselement
nicht vorgesehen, die Stellung der Hülse (4) auf Schaft
(2) ist alleine durch das Gleichgewicht der nach vorne,
zur Profilspitze hin, und der in entgegengesetzter Richtung wirkende Magnetkräfte gegeben.
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5 zeigt die magnetische
Haltevorrichtung in einer Stellung, in der die Fläche des
Schraubenkopfes (14) mit der vorderen Stirnseite des Magneten
(7) in Berüh rung
gekommen ist, wobei die Profilspitze (3) in das Innenprofil
(15) des Schraubenkopfes eintaucht.
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Der
Vorgang des Berührens
der Fläche
des Schraubenkopfes mit der vorderen Stirnseite des Magneten und
das Eintauchen der Profilspitze in das Innenprofil der Schraube
wird durch das Zusammenwirken des Magnetfeldes mit dem Klingenschaft
(2) und dem Schraubenkopf (14) beziehungsweise
der Profilspitze (3) ausgelöst. Wie gefunden wurde, nimmt
ein ring- oder hülsenförmiger Magnet,
der auf einen ferromagnetischen Schaft mit etwa gleichem Durchmesser
wie die Bohrung im Magnet eine indifferente Lage ein, wenn der Magnet
in eine von den Spitzen entfernte Stellung gebracht wird. Wird der Magnet
jedoch in die Nähe
der Spitze gebracht, so nimmt er eine Stellung ein, in der die vordere
Stirnseite des Magneten einen gewissen Abstand von der vorderen
Stirnseite der Profilspitze (3) hat.
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Dies
ist so zu erklären,
dass das Magnetfeld am rückwärtigen Ende
des Magneten über
den Klingenschaft geschlossen wird, während das Magnetfeld im vorderen
Bereich durch die Luftspalte zwischen der Innenbohrung des Magneten
und der Profilspitze zunächst
eine schwächere
Kraftwirkung hat, und durch eine selbstständige Verschiebung des Magneten
in Richtung von der Spitze weg er eine Stellung gefunden hat, in
der die axial wirkenden Kräfte des
Magnetfeldes an seinen beiden Polen gleich groß sind. Wird nun der Schraubenkopf
(14) in die Nähe
der vorderen Stirnseite des Magneten (7) gebracht, so ziehen
sich die Magnet und Schraubenkopf (14) an bis der Schraubenkopf
und die vordere Stirnseite des Magneten (7) zur Anlage
kommt. Gleichzeitig wirkt aber auch die Magnetkraft am hinteren
Ende des Magneten weiterhin, so daß die an der vorderen Stirnseite
des Magneten anhaftende Schraube auf die Profilspitze (3)
gezogen wird, bis diese im Innenprofil (15) des Schraubenkopfes
zum Anschlag kommt. Damit diese Funktion eintreten kann, muß der Magnet
(4) in der Bereitschaftsstellung in einem bestimmten Abstand
zum vorderen Ende der Profilspitze (3) stehen. Die richtige
Bereitschaftsstellung wird durch Versuche ermittelt, wobei Magnete
(7) mit verschiedenen Abmessungen – und entsprechend unterschiedlicher
Magnetkraft – in
eine Hülse
(4) eingesetzt und diese auf den vorgesehenen Klingenschaft
(2) nahe der Profilspitze (3) aufgesteckt wird.
Die Hülsen
mit den verschiedenen Magneten nehmen dabei eine etwas unterschiedliche Stellung
zur Profilspitze ein. Mit der jeweils größten und kleinsten Schraube
wird sodann geprüft,
ob die gewünschte
Funktion des Anziehens der Schraube auf die Profilspitze eintritt
und die ausreichende Haftkraft der Schrauben gegeben ist. Der am
besten geeignete Magnet wird ausgewählt. Da die unterschiedlichen
Magnete, beziehungsweise deren Magnetkraft, eine unterschiedliche
Stellung zur Profilspitze bewirken, müssen auch die Abmessungen der
den Magnet aufnehmenden Hülse
in den Abmessungen und den Abständen
(8,9,10) der Anschlagselemente so abgestimmt
werden, dass die erforderlichen Verschiebewege der Hülse möglich sind.
Die Anordnung einer weichen Druckfeder (13) zwischen der
hinteren Stirnwand der Hülse
(4) und dem hinteren Anschlageselement (6) bewirkt,
dass die Hülse
mit Sicherheit eine Bereitschaftsstellung einnimmt, in der beim
Aufsetzen einer Schraube auf die Profilspitze (3) die Anziehungskraft
des Magneten so wirkt, dass die gewünschte Funktion ausgelöst wird.
Die Druckfeder (13) muss so ausgelegt sein, dass die beim
Aufsetzen der Schraube auf die Profilspitze in Richtung der Druckfeder
wirkende Magnetkraft größer ist,
als die ihr entgegenwirkende Kraft der Druckfeder. Selten-Erde-Magnete,
insbesondere Neodynemagnete, aber auch Neodynemagnete mit Kunststoffbindung, wurden
als geeignet gefunden Für
alle Ausführungen gilt:
wird die Profilspitze (3) aus dem Schraubenkopf (14)
abgezogen, so kann die Haftkraft des Magneten so groß sein,
dass die Hülse
(4) mit dem Magneten (7) gegenüber dem Schaft (2)
weiter nacht vorne gezogen wird, bis die Stufe (11) der
Bohrung in der Hülse
zum Anschlag vom hinten an das Anschlagelement (5) kommt.
Dann ist keine Relativverschiebung der Hülse mehr möglich, die Profilspitze wird
aus dem Schraubenkopf gezogen. Anschließend verschiebt sich die Hülse unter
Einwirkung der Magnetkräfte
wieder in Richtung von der Profilspitze weg in die Bereitschaftsstellung.
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Statt
des direkten Anschlages des Magneten (7) an dem Anschlagelement
(5) kann ein gegenüber der
Bohrung vorspringender Ringansatz in der Hülse (4) hinter dem
Magnet vorgesehen werden, der an dem Anschlagelement (5)
anschlägt.
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Bei
dieser Ausführung
muss die im Durchmesser größere Bohrung
in der Hülse
durchgehend sein und bei der Montage eine zweite Hülse mit
der Länge
T1 in die Hülse
(4) eingepreßt
werden.
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Eine
Magnetische Haltevorrichtung der beispielhaft beschriebenen Ausführungen
kann auch aus anderen Elementen bestehen, zum Beispiel aus anderen
Anschlagelementen, oder in den Maßverhältnissen anders ausgeführt sein – der Bereich
der beanspruchten Schutzrechte wird nicht verlassen, sofern die
beschriebene Funktion gegeben ist. Die Vorrichtung kann auch am
anderen Gerät
zum Einsatz kommen, wo die beschriebene Funktion zweckmäßig ist.