Antriebselement Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebselement welches - insbesondere an einem Ende eines Schaftes -ein inneres Mitnahmeprofil aufweist, das eine Profilachse definiert und an seiner Innenseite mehrere gleichmäßig um die Profilachse verteilt angeordnete konkave Antriebsflächen aufweist, zwischen denen ebene oder konvex gekrümmte Übergangsflächen vorgesehen sind, o- der ein äußeres Mitnahmeprofil aufweist, das eine Profilachse definiert und an seiner Außenseite mehrere gleichmäßig um die Profilachse verteilt angeord nete konkave Antriebsflächen aufweist, zwischen denen ebene oder konvex gekrümmte Übergangsflächen vorgesehen sind, wobei im Querschnitt die Übergangspunkte oder Übergänge zwischen den

Antriebsflächen und den Übergangsflächen auf einem gemeinsamen Innen kreis mit dem Innendurchmessers Di liegen, und die Antriebsflächen auf gleichmäßig um die Profilachse verteilt ange- ordneten Außenkreisen mit dem Durchmesser D _a liegen und symmetrisch zu ihrer die Profilachse einschließenden Längsmittelebene ausgebildet sind.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum drehfesten Verbinden zweier Bauteile, insbesondere einer Schraube und eines Drehwerkzeugs, wobei ei- nes der Bauteile als ein Antriebselement mit einem äußeren Mitnahmeprofil und das andere Bauteil als Antriebselement mit einem inneren Mitnahmeprofil ausgebildet ist, bei dem die Mitnahmeprofile der beiden Bauteile axial zusam mengesteckt werden, um eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden Bauteilen herzustellen. Schrauben und Drehwerkzeuge sind aus dem Stand der Technik in unter schiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Dabei umfassen die Schrauben einen Schraubenschaft mit einem Außengewinde, an dessen oberem Endbereich ein Mitnahmeprofil zur Kopplung mit einem Drehwerkzeug vorgesehen ist, das in der Regel an einem Schraubenkopf ausgebildet ist. Die Drehwerkzeuge sind beispielsweise in Form von Ring- oder Maulschlüsseln ausgebildet oder um fassen auswechselbare Bits, die über einen Bithalters mit einem Antrieb, bei spielsweise in Form eines Flandgriffs oder eines Akkuschraubers, verbunden werden. Alternativ kann der Bithalter über einen Adapter zum wechselnden Einsatz mit einem Schraubendrehergriff oder einem abgewinkelten Griff, mit einer Knarre, einem Drehmomentschlüssel, einem Akkuschrauber oder einem Ratschenschrauber verbunden werden.

Schraube und Drehwerkzeug werden zum Übertragen eines Drehmoments von dem Drehwerkzeug auf die Schraube mit komplementär zueinander aus gebildeten Mitnahmeprofilen angeboten. Flierzu weist eines der beiden Bau teile an einem seiner freien Enden ein äußeres Mitnahmeprofil mit außenlie genden Antriebsflächen und das andere Bauteil an seinem einen freien Ende ein zu dem äußeren Mitnahmeprofil komplementäres inneres Mitnahmeprofil mit innenliegenden Antriebsflächen auf. Die Mitnahmeprofile sind beispiels weise in der Form eine Innensechskants, eines Außensechskants, eines Torx- Profils sowie eines Kreuzschlitzprofils oder Schlitzprofils ausgebildet. Nach dem Koppeln des inneren Mitnahmeprofils mit dem äußeren Mitnahmeprofil liegen die Mitnahmeprofile mit Spiel aneinander an. Dies führt dazu, dass sich die Mitnahmeprofile in ungewollter Weise voneinander lösen können es wei terhin auch nicht möglich ist, die Mitnahmeprofile axial sauber zueinander aus zurichten. Um die Handhabung beim Eindrehen und Lösen der Schraube mit dem Drehwerkzeug zu vereinfachen, werden zwar Drehwerkzeuge, die mit ei nem Magnet versehen sind, oder ferromagnetische Drehwerkzeuge, die mit einem Magnet magnetisierbar sind, angeboten. Dies ist jedoch mit zusätzli chem Aufwand verbunden. Außerdem kann durch die Verwendung eines mag netischen Drehwerkzeugs eine koaxiale Ausrichtung der Mitnahmeprofile auch nicht erreicht werden. Eine solche koaxiale Ausrichtung ist jedoch erfor derlich, um Schraubenverbindungen in automatische Herstellungsprozesse einbinden zu können.

Zur Behebung dieser Problematik ist aus der DE 102005011 734 A1 bekannt, bei einem Drehwerkzeug zum Eindrehen und Lösen sogenannter Torx- Schrauben die Antriebsfläche unter einem spitzen Winkel geneigt zur Pro filachse auszubilden, so dass beim axialen Zusammenstecken der Mitnahme profile des Drehwerkzeugs und der Schraube ein Klemmsitz entsteht und so mit keine zusätzlichen Haltemittel erforderlich sind, um die Schraube in ein Gewinde einzudrehen. In ähnlicher Weise ist aus der WO 2013/062895 A1 und US 2010/0269644 A1 bekannt, die Antriebsflächen von Schraube und Drehwerkzeug geneigt auszubilden, um einen Klemmsitz zwischen den Bau teilen zu erzeugen.

Ein Problem, das beim Eindrehen und Lösen von Schrauben immer wieder auftritt besteht darin, dass die Mitnahmeprofile insbesondere im Bereich der Kanten beschädigt werden, wenn die zum Eindrehen/Lösen der Schraube er forderlichen Drehmomente zu hoch sind.

Zur Lösung dieser Problematik wird in der WO 2019/238250 A1 ein Antriebs system mit einer Schraube und einem Drehwerkzeug vorgeschlagen, deren Mitnahmeprofile konisch zulaufend ausgebildet sind. Des Weiteren besitzt das äußere Mitnahmeprofil konkave, d.h. nach innen zur Profilachse hin nach in nen gekrümmte Antriebsflächen in Kreisbogensegmentform, und das innere Mitnahmeprofil dazu komplementäre Antriebsflächen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass im Zusammengesteckten Zustand die Antriebsflächen der beiden Bauteile in Umfangsrichtung betrachtet beidseits des Scheitelpunkts der konkaven Krümmung flächig in Kontakt/Eingriff kommen.

Durch diese Ausgestaltung wird neben einer formschlüssigen und drehfesten Verbindung auch eine kraftschlüssige bzw. klemmende Verbindung zwischen Schraube und Drehwerkzeug hergestellt, über welche die Bauteile axial mitei nander verbunden und koaxial zueinander ausgerichtet sind. Des Weiteren er folgt die Kraft- bzw. Drehmomentübertragung ausschließlich über den flächi gen Kontakt, der in den beidseits des Scheitelpunktes der kreisbogenförmig gekrümmten Antriebsflächen stattfindet, während ein Kontakt in den zwischen den Antriebsflächen liegenden Übergangsbereichen/Übergangsflächen nicht vorhanden ist. Auf diese Weise können Beschädigungen der Kantenbereiche bzw. Randbereiche der Antriebsflächen vollständig vermieden werden. Aufgabe der Erfindung ist es, das vorbekannte Antriebssystem weiter zu opti mieren und insbesondere eine hohe Drehmomentübertragung sowie eine hohe Lastwechselzahl zu ermöglichen.

Diese Aufgabe ist bei einem Antriebselement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Außendurchmesser Da sowie der Mittenabstand L zwischen den Mittelpunkten des Innenkreises und der Außenkreise in Abhän gigkeit von dem Innendurchmesser Di so gewählt sind, dass die Normalkraft, die an den Übergangspunkten zwischen jeweils einer Antriebsfläche und der danebenliegenden Übergangsfläche wirkt, wenn in das Mitnahmeprofil ein Drehmoment MD um die Profilachse eingeleitet wird, tangential an der zu der Antriebsfläche jeweils benachbarten Antriebsfläche anliegt oder innerhalb von dieser verläuft. Mit anderen Worten ist die Normalkraft in den zentralen Bereich des Mitnahmeprofils gerichtet, der zwischen der benachbarten Antriebsfläche und der Profilachse liegt. Entsprechend ist die Aufgabe bei einem Verfahren zum drehfesten Verbinden zweier Bauteile, insbesondere einer Schraube und einem Drehwerkzeugs, der eingangs genannten Art gelöst, dass die Bauteile als erfindungsgemäße An triebselemente ausgebildet und die Mitnahmeprofile der Antriebselemente derart komplementär zueinander ausgewählt sind, dass die Antriebsflächen der Bauteile beim axialen Zusammenstecken der Mitnahmeprofile flächig in Kontakt miteinander kommen, so dass eine kraftschlüssige und/oder klem mende Verbindung, über welche die Bauteile axial miteinander verbunden werden, zwischen den Bauteilen entsteht.

Es hat sich gezeigt, dass sich optimale Ergebnisse hinsichtlich der erreichba ren Lastwechselzahl und übertragbaren Drehmomente erzielen lassen, wenn die bei einer Drehmomentübertragung an den Antriebsflächen erzeugten Nor malkräfte zum Kern des Mitnahmeprofils gerichtet sind und damit die zwischen den konkav gekrümmten Antriebsflächen liegenden Bereiche durch die Nor malkräfte nicht oder kaum durch Biege- und/oder Scherkräfte belastet werden. Dies wird durch die erfindungsgemäße Abstimmung zwischen dem Außen durchmesser Da, dem Innendurchmesser Di und dem Mittenabstand L er reicht. Unter Normalkraft wird dabei derjenige Anteil einer zur Erzeugung des Drehmoments in das Mitnahmeprofil eingeleiteten Hebelkraft verstanden, wel cher senkrecht zu der jeweiligen kreissegmentförmigen Antriebsfläche und da mit durch deren Kreismittelpunkt verläuft.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Mitten abstand L berechnet wird gemäß der Gleichung L = F(L, D) Di, wobei F(L, D,) = 0,494 e (0 ^605K) j _s t. Dabei sollte das Laufverhältnis K = D _a /Di im Bereich von 0,3 und 2,0 liegen. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass es ein inneres Mitnahmeprofil aufweist und die Antriebsflächen des inneren Mitnahmeprofils gegenüber der Profilachse geneigt sind, wobei sie sich der Profilachse ausge hend von einer Einstecköffnung des inneren Mitnahmeprofils zu einem hinte ren Ende des inneren Mitnahmeprofils hin annähern. Eine bevorzugte Ausge staltung dieser Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebs flächen des inneren Mitnahmeprofils gegenüber der Profilachse um einen Nei gungswinkel oi geneigt sind, der wenigstens 1°, insbesondere wenigstens 1 ,5° beträgt und/oder dass die Antriebsflächen des inneren Mitnahmeprofils gegenüber der Profilachse um einen Neigungswinkel co von höchstens 5°, ins besondere höchstens 3,5° und bevorzugt höchstens 3° geneigt sind, wobei der Neigungswinkel co bevorzugt 2° ± 0,2° oder 3° ± 0,2° beträgt.

In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Übergangsflächen gegenüber der Profilflasche geneigt sind und sich ausgehend von einer Einstrecköffnung des inneren Mitnahmeprofils zu dem hinteren Ende des inneren Mitnahmeprofils hin der Profilachse annähern. Eine Ausgestaltung dieser Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Übergangsflächen gegenüber der Profilachse um einen Neigungswinkel ßi ge neigt sind, der wenigstens 1°, insbesondere wenigstens 1 ,5° beträgt und/oder dass die Übergangsflächen des inneren Mitnahmeprofils gegenüber der Pro filachse um einen Neigungswinkel ßi von höchstens 5°, insbesondere höchs tens 3,5° und bevorzugt höchstens 3° geneigt sind, wobei der Neigungswinkel ßi bevorzugt 2° ± 0,2° oder 3° ± 0,2° beträgt. In bevorzugter Weise ist dabei der Neigungswinkel co der Antriebsflächen gegenüber der Profilachse genau so groß wie der Neigungswinkel ß, der Übergangsflächen gegenüber der Pro filachse.

Mit anderen Worten sind die inneren Mitnahmeprofile ausgehend von deren Einstecköffnung konisch zusammenlaufend ausgebildet. In gleicher weise können die Antriebsflächen eines äußeren Mitnahmeprofils eines erfindungsgemäßen Antriebselements gegenüber der Profilachse ge neigt sein, wobei sie sich der Profilachse zu einem Einsteckende des äußeren Mitnahmeprofils hin annähern. Zweckmäßigerweise ist hierbei vorgesehen, dass die Antriebsflächen gegenüber der Profilachse um einen Neigungswinkel OA geneigt sind, welcher wenigstens 0,5°, insbesondere wenigstens 1° beträgt und/oder höchstens 1 ,5° beträgt, wobei der Neigungswinkel c bevorzugt 1 ,15° ± 0,2° beträgt.

In diesem Fall können die Übergangsflächen parallel zur Profilachse verlaufen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Übergangsflächen gegenüber der Profilachse unter einem Neigungswinkel ß A geneigt sind, der größer als 0° und kleiner als 0,7° ist und bevorzugt 0,4° ± 0,05° beträgt.

In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Neigungswinkel ß _A der Übergangsflächen gegenüber der Profilachse kleiner ist als der Neigungswinkel OA der Antriebsflächen gegenüber der Profilachse, wobei das Verhältnis des Neigungswinkels OA ZU dem Neigungswinkel ßA ^ 2, insbesondere > 2,5 ist und bevorzugt 2,8 ± 0,2 beträgt.

Der Außendurchmesser Da ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung über die axiale Länge des Mitnahmeprofils konstant. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Antriebsflächen bei einem konisch zusammenlau fenden Mitnahmeprofil unterschiedlich gefertigt werden können. Zum einen kann ein zylindrischer Fräser verwendet werden, der dann entsprechend des gewünschten Konuswinkels angestellt wird. In diesem Fall besitzen die An griffsflächen die reine Kreisform in einer Ebene, die senkrecht zu dem jeweili gen Flankenwinkel des konischen Mitnahmeprofils verläuft, während die reine Kreisform in einer Schnittebene senkrecht zur Profilachse leicht elliptisch ver zerrt ist. Bei anderen Herstellungsverfahren können ähnliche Verzerrungen entstehen. Solche Abweichungen sind als Fertigungstoleranzen zu betrach ten.

In ähnlicher Weise kann der Innendurchmesser D, über die axiale Länge des Mitnahmeprofils konstant sein oder in Anpassung an eine Neigung der Über gangsflächen kontinuierlich bei einem inneren Mitnahmeprofil in Richtung von dessen Einstecköffnung zunehmen und im Falle eines äußeren Mitnahmepro- fils ausgehend von dessen Einsteckende zunehmen. Im letzteren Fall müs sen die beanspruchten Verhältnisse und damit der beanspruchte Verlauf der Normalkräfte am verjüngten Ende des äußeren Mitnahmeprofils vorliegen, be vorzugt über dessen gesamte wirksame Länge. Wie bei Schraubenköpfen üblich weist das Mitnahmeprofil bevorzugt fünf oder sechs Antriebsflächen auf. Eine andere Anzahl ist jedoch möglich.

In bevorzugter Weise ist das Antriebselement eine Schraube und das Mitnah meprofil an dem Schraubenkopf ausgebildet. Ebenso kann das Antriebsele- ment ein Schraubenbit sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah rens ist vorgesehen, dass die Mitnahmeprofile der beiden Bauteile zur Pro filachse geneigte Antriebsflächen aufweisen und die Mitnahmeprofile der Bau- teile derart komplementär zueinander gewählt sind, dass die Antriebsflächen der Bauteile beim axialen Zusammenstecken der Mitnahmeprofile flächig in Kontakt miteinander kommen, so dass eine kraftschlüssige und/oder klem mende Verbindung, über welche die Bauteile axial miteinander verbunden werden, zwischen den Bauteilen entsteht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Paare von drehfest zu verbin denden Bauteilen einander nach Art eines Kits zugeordnet, wobei die Bauteile zueinander passen und zueinander korrespondierend ausgebildet sind. Bei ei ner Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Bauteile so ausgewählt, dass die Mitnahmeprofile der beiden Bauteile zu ihrer jeweiligen Profilachse ge neigte Antriebsflächen aufweisen. In bevorzugterWeise ist dabei vorgesehen, dass der Neigungswinkel a,, um welchen die Antriebsflächen des inneren Mit nahmeprofils gegenüber der Profilachse geneigt sind, größer ist als der Nei gungswinkel OA, um welchen die Antriebsflächen des äußeren Mitnahmepro fils gegenüber der Profilachse geneigt sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Neigungswinkel a, der Antriebsflächen des inneren Mitnahmeprofils 3° ± 0,2° und der Neigungswinkel OA der Antriebsflächen des äußeren Mitnahme profils gegenüber der Profilachse 1 ,15° ± 0,15° beträgt, oder dass der Nei gungswinkel Oi der Antriebsflächen des inneren Mitnahmeprofils gegenüber der Profilachse 2° ± 0,2° beträgt und der Neigungswinkel OA der Antriebsflä chen des äußeren Mitnahmeprofils gegenüber der Profilachse 1 ,15° ± 0,15° beträgt. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die Mitnahmeprofile an ihren verjüngten Enden in Eingriff kommen, zu den dickeren Enden hin jedoch ein geringer Spalt vorhanden ist. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch eine si chere Verbindung auch bei quer zu den Profilachsen gerichteten Kraftbean spruchungen gewährleistet werden kann.

In ähnlicherWeise kann vorgesehen sein, dass die Übergangsflächen der Mit nahmeprofile der beiden Bauteile zu der jeweiligen Profilachse geneigt sind, wobei der Neigungswinkel ß, der Übergangsflächen des inneren Mitnahme profils gegenüber der Profilachse zu dem Neigungswinkel, um welchen die Übergangsflächen des äußeren Mitnahmeprofils gegenüber der Profilachse geneigt sind, > 5, insbesondere > 6 und bevorzugt > 7,5 ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass Antriebselemente verwendet werden, bei denen der Außendurchmesser des inneren Mitnahmeprofils kleiner, insbesondere um 1,5 - 3% und bevorzugt 2% kleiner als der Außendurchmesser des äußeren Mitnahmeprofils ist.

Es hat sich gezeigt, dass durch das geringe Untermaß bei dem äußeren Mit nahmeprofil Verschleißerscheinungen an den Schneidplatten bei der Fierstel lung der Antriebsflächen kompensiert werden können.

In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Antriebsflächen der beiden Bauteile über wenigstens 25%, insbeson dere wenigstens 40% und bevorzugt wenigstens 60% ihrer Erstreckung in Um fangsrichtung miteinander in flächigen Kontakt kommen.

Bevorzugt kommen die beiden Bauteile an jeder Anlagefläche jeweils beidsei tig der Längsmittelebene von dieser in Anlage. Ebenso können die Mitnahme profile so ausgebildet sein, dass sie im Bereich der Übergangsflächen nicht in Kontakt kommen.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Schraube mit einem inneren Mitnahmeprofil,

Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines als Schraubenbit ausgebilde ten Antriebselements mit äußerem Mitnahmeprofil gemäß der Er findung, das zu dem Mitnahmeprofil der Schraube gemäß Figur 1 korrespondiert, Figur 3 schematisch einen Eingriff zwischen einem Schraubenbit und ei ner Schraube in einer Schnittdarstellung, welche den Neigungs winkel a der Antriebsflächen zeigt,

Figur 4 die Einzelheit X aus Figur 3 in vergrößerter Darstellung,

Figur 5 schematisch den Eingriff in einer weiteren Schnittdarstellung, welche den Neigungswinkel ß der Übergangsfläche zeigt,

Figur 6 die Einheit X aus Figur 5 in vergrößerter Darstellung,

Figur 7 eine Darstellung der Geometrie sowie die Kraftverläufe bei einem äußeren Mitnahmeprofil eines erfindungsgemäßen Antriebsele ments,

Figur 8 ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes äußeres Mitnahmeprofil mit Abmessungen. In der Figur 1 ist beispielhaft ein Antriebselement in Form einer Schraube 1 dargestellt. Die Schraube 1 umfasst einen Schaft 2, der ein Außengewinde 3 trägt und eine Längsachse der Schraube 1 definiert. An dem oberen Ende des Schafts 2 ist ein Schraubenkopf 4 vorgesehen, der an seiner Innenseite ein zur Oberseite des Schraubenkopfes 4 hin offenes, inneres Mitnahmeprofil 5 mit innenliegenden Antriebsflächen 6 aufweist, das eine koaxial zu der Längs achse der Schraube 1 liegende Profilachse Pi definiert. Dabei bildet die offene Oberseite eine Einstecköffnung 5a des inneren Mitnahmeprofils 5 für einen Schraubenbit. Das innere Mitnahmeprofil 5 besitzt im Querschnitt bzw. in der Draufsicht die Grundform eines regelmäßigen Sechskants, dessen Seitenflächen die An triebsflächen 6 bilden, welche gegenüber der Profilachse PA bzw. der Längs achse der Schraube 1 unter einem Neigungswinkel co von 2° geneigt sind, so dass sie sich von der Einstecköffnung 5a des inneren Mitnahmeprofils 5 zu dem hinteren Ende des inneren Mitnahmeprofils 5, hin der Profilachse PA an nähern. Mit anderen Worten verjüngt sich das Mitnahmeprofil 5 im Schrauben kopf 4. Bei kleinen Schrauben kann der Neigungswinkel co auch 3° betragen. Die Antriebsflächen 6 des inneren Mitnahmeprofils 5 sind im Querschnitt kon kav, d.h. nach innen zur Profilachse Pi gekrümmt ausgebildet. Konkret besit zen die konkaven Antriebsflächen 6 im Querschnitt jeweils Kreisbogenseg mentform, wobei der Radius der Antriebsflächen 6 über deren gesamte axiale Länge konstant ist.

Die Antriebsflächen 6 sind an den sechs Ecken durch Übergangsbereiche bzw. Übergangsflächen 7 miteinander verbunden, die konvex gebogen sind und Kreisbogenform besitzen, wodurch sie strahlenartig nach außen ragen. Dabei erfolgt der Übergang zwischen den Übergangsflächen 7 und den An- triebsflächen 6 stetig. Die Übergangsflächen 7 sind gegenüber der Profilachse Pi geneigt, wobei sie sich ausgehend von der Einstecköffnung 5a des inneren Mitnahmeprofils 5 zu dem hinteren Ende des inneren Mitnahmeprofils 5 hin der Profilachse Pi annähern. Dabei ist der Neigungswinkel ßi der Übergangs flächen 7 gegenüber der Profilachse Pi genau so groß wie der Neigungswinkel oi der Antriebsflächen gegenüber der Profilachse Pi und beträgt somit in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 2°.

In der Figur 2 ist ein Antriebselement/Drehwerkzeug 8 in der Form eines Schraubenbits gezeigt, das zur Betätigung der in Figur 1 dargestellten Schraube 1 ausgebildet ist. Das Drehwerkzeug 8 besitzt ein äußeres Mitnah meprofil 9, das dessen unteres Ende an einem nicht dargestellten Schaft des Schrauben Bits vorgesehen und korrespondierend zu dem Mitnahmeprofil 5 der Schraube 1 ausgebildet ist, wobei es eine Profilachse PA definiert. Ent sprechend besitzt auch das äußere Mitnahmeprofil 9 im Querschnitt die Grundform des Sechskants, wobei die Antriebsflächen 10 des Mitnahmepro fils 9 konkav, d.h. in Richtung der Profilachse PA gekrümmt ausgebildet sind und geneigt zur Profilachse PA verlaufen. Konkret sind die Antriebsflächen 10 des Schraubenbits unter einem Winkel O _A von 1,15° gegenüber der Pro filachse PA geneigt, wobei sie sich zu einem freien Einsteckende - in der Fi gur 2 dem oberen Ende - des äußeren Mitnahmeprofils 9, mit welchem das äußere Mitnahmeprofil 9 in das innere Mitnahmeprofil 5 einer Schraube 1 ge steckt wird, hin der Profilachse PA annähern. Die Antriebsflächen 10 des Schraubenbits verlaufen also etwas steiler als die Antriebsflächen 9 der Schraube (siehe Figuren 3 und 4). Die Antriebsflächen 10 besitzen ein kreis bogensegmentförmigen Querschnitt mit einem Radius, der über ihre axiale Länge konstant ist und den gleichen Wert besitzt wie der Krümmungsradius der Antriebsflächen 6 der Schraube 1.

Die Antriebsflächen 10 werden durch ebenfalls konisch zulaufende konvexe Übergangsbereiche bzw. Übergangsflächen 7a stetig miteinander verbunden die kreisbogenförmig ausgebildet sind.

Wie bei dem inneren Mitnahmeprofil 5 sind die Übergangsflächen 7a des äu ßeren Mitnahmeprofils 9 gegenüber der Profilachse PA geneigt, wobei sie sich der Profilachse PA ZU dem Einsteckende des äußeren Mitnahmeprofils 9 hin annähern. Dabei beträgt der Neigungswinkel ß _A der Übergangsflächen 7a zu der Profilachse PA 0,4°. Damit ist der Neigungswinkel ß _A der Übergangsflä chen 7a gegenüber der Profilachse PA deutlich kleiner als der Neigungswinkel GA der Antriebsflächen 10 gegenüber der Profilachse PA, wobei das Verhältnis Winkel der Neigungswinkel OA / ß _A bei fast 3 liegt. Ferner ist der Neigungswin kel ß _A , um welchen die Übergangsflächen 7a des äußeren Mitnahmeprofils 9 gegenüber der Profilachse P geneigt sind, deutlich kleiner als der Neigungs winkel ßi _, um welchen die Übergangsflächen des inneren Mitnahmeprofils ge genüber der Profilachse Pi geneigt sind (siehe Figuren 5 und 6). Vorliegend ist das Verhältnis ßi / ß _A 7,5. Die Anordnung ist so getroffen, dass die Über gangsbereiche der Schraube 1 und eines korrespondierenden Schraubenbits 8 nicht miteinander in Kontakt kommen. Entsprechend ist der Krümmungsra dius der Übergangsbereiche 7a bei dem Bit 8 größer als der Krümmungsradius der Übergangsbereiche 7 bei der Schraube 1.

Mit anderen Worten ist Anordnung so getroffen, dass ein flächiger Kontakt/Ein griff zwischen den Mitnahmeprofilen 5, 9 ausschließlich im Bereich der An triebsflächen 6, 10 stattfindet, nicht jedoch in den dazwischenliegenden Über gangsbereichen 7, 7a, und sich die Kontaktzonen in der Umfangsrichtung be trachtet jeweils beidseitig des Scheitelpunkts der konkav gekrümmten An triebsflächen 6, 10 erstrecken. Gewünscht ist, dass zwischen den Antriebsflä chen 6, 10 der beiden Bauteile 1 , 8 im zusammengesteckten Zustand eine flächige Anlage besteht, so dass die beiden Bauteile 1 , 8 exakt koaxial zuei nander ausgerichtet werden, wenn ihre beiden Mitnahmeprofile 5, 9 axial zu sammengesteckt werden, bis aufgrund der Konizität der Mitnahmeprofile 5, 9 der Antriebsflächen 6, 10 eine klemmende Verbindung zwischen den beiden Bauteilen 1 , 8 hergestellt ist. Des Weiteren entsteht durch den flächigen Kon takt eine kraftschlüssige Verbindung, über welche sich hohe Drehmomente übertragen lassen.

In der Figur 7 ist die erfindungsgemäße Geometrie des äußeren Mitnahme profils 5 des Bits 8 an dessen freiem, verjüngten Ende dargestellt. Zu erkennen ist, dass die Übergangsflächen 7 auf einem gemeinsamen Kreis - dem Innenkreis - mit einem Innendurchmesser Da liegen. Allerdings müs sen die Übergangsflächen 7 nicht durchgehend Kreisbogenform besitzen, son dern können beispielsweise auch eben ausgebildet sein. Wesentlich ist, dass die Übergangspunkte zwischen einer Antriebsfläche 6 und der danebenliegen den Übergangsfläche 7, hier einmal durch einen Pfeil P1 angedeutet, auf dem gemeinsamen Innenkreis liegen.

Ferner ist gezeigt, dass die Antriebsflächen 6 auf gleichmäßig um die Pro filachse PA verteilt angeordneten Außenkreisen mit dem Durchmesser Da lie gen und symmetrisch zu ihrer die Profilachse PA einschließenden Längsmit telebene ausgebildet sind.

Der Außendurchmesser D _a sowie der Mittelabstand L zwischen den Mitteil punkten des Innenkreises und der Außenkreise sind in Abhängigkeit von dem Innendurchmesser D, so gewählt, dass die Normalkraft, die an den Übergangs punkten zwischen den Antriebsflächen 6 und den danebenliegenden Über gangsflächen 7 wirkt, wenn in das Mitnahmeprofil 5 ein Drehmoment MD um die Profilachse PA eingeleitet wird, tangential an der zu der Antriebsfläche be nachbarten Antriebsfläche 6 anliegt. Die Normalkraft FNI ist beispielhaft für den Übergangspunkt P1 zwischen der oberen Anlagefläche 6 und der links dane benliegenden Übergangsfläche 7 in der Figur 7 angedeutet.

Zu Erzeugung des gewünschten Drehmoments MD muss an dem Punkt P1 eine Hebelkraft Fm wirken. Diese lässt sich aufteilen in eine Normalkraft FNI , die senkrecht zu dem Außenkreis gerichtet ist, auf dem die Antriebsfläche 6 liegt, und damit durch dessen Mittelpunkt verläuft, und eine senkrecht hierzu verlaufende Tangentialkraft Fn. Wie in der Figur 3 gut erkennbar ist, ist die Anordnung so gewählt, dass die Normalkraft FNI tangential zu der links von der oberen Antriebsfläche 6 gelegenen benachbarten Antriebsfläche 6 ver läuft. Erfindungsgemäß kann die Normalkraft FNI auch zwischen der einge zeichneten Normalkraft FNI und der Profilachse PA verlaufen, wie dies beispiel haft für den gestrichelten Pfeil FNB in der Figur 3 angedeutet ist. Wesentlich ist, dass die Normalkraft FNI in den zentralen Bereich des Mitnahmeprofils 9 bzw. des als Schraubenbit ausgebildeten Bauteils 8 eingeleitet wird und die strah lenförmigen Übergangsbereiche 7 zwischen den Antriebsflächen 6 nicht oder kaum auf Biegung oder Scherung beansprucht werden. Bei gegebenen Innendurchmesser D, lassen sich der Außendurchmesser D _a und der Mittenabstand L zwischen dem Mittelpunkt des Innenkreises und den Mittelpunkten der Außenkreise gemäß der nachfolgenden Formel berechnen

L=F(L, Di) Di.

Dabei kann das Laufverhältnis K=Da/Di gewählt werden und sollte im Bereich von 0,3 und 2,0 liegen.

Ein Berechnungsbeispiel ist in der Figur 8 dargestellt. Die Parameter sind wie folgt ausgewählt:

- Di = 5,6 mm

- K = 0,8 (frei gewählt in dem oben genannten Bereich)

- Daraus wird Da berechnet mit D _a = D, K = 5,60,8 = 4,48 - mit F(L, Di)= 0,494 e (O,605K ₎₌ O,494 e<°. ⁶⁰⁵ o ^,8 ₎₌ o,8479 kann L berechnet werden

- L=F(L, Di) Di = 0,8479 5,6 = 4,748. Aus diesen Parametern kann die in Figur 4 dargestellte Geometrie konstruiert werden.

Die Geometrie des inneren Mitnahmeprofils 5 ist entsprechend gewählt mit der Maßgabe, dass der Außendurchmesser DA des äußeren Mitnahmeprofils etwa um 2% kleiner ist als der Durchmesser DA des hierzu passenden Innenprofils 5. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass bei der Herstellung der Antriebsflächen durch Schneidplatten diese einem gewissen Verschleiß ausgesetzt sind, der im zentralen Bereich der Antriebsflächen am größten ist, weil hier das meiste Material durch die Schneidplatten entfernt werden muss. Mit zunehmendem Verschleiß wird im zentralen Bereich der Antriebsflächen weniger Material abgetragen, so dass sich hier eine minimale Wölbung bildet, die das Untermaß kompensiert. Es wird darauf hingewiesen, dass der Neigungswinkel a der Antriebsflächen und die Neigungswinkel ß der Übergangsflächen jeweils in Umfangsrichtung mittig von der entsprechenden Fläche gemessen werden. Damit wird der Win kel in einer die Profilachse des jeweiligen Mitnahmeprofils schneidenden Mit telebene der entsprechenden Fläche gemessen.

Bezugszeichenliste

1 Schraube

2 Schaft 3 Außengewinde

4 Schraubenkopf

5 inneres Mitnahmeprofil

5a Einstecköffnung

6 Antriebsfläche 7 Übergangsbereiche

7a Übergangsfläche

8 Antriebselement/Drehwerkzeug/Bit

9 äußeres Mitnahmeprofil

10 Antriebsfläche Da Außendurchmesser

L Mittenabstand

MD Drehmoment

Pi Profilachse

PA Profilachse