[发明专利]力作用结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转对称星形力作用结构及相关操作工具，所述力作用结构优选用于如例如螺钉的可旋转紧固件。

背景技术

这种力作用结构（也称作驱动系统）在现有技术中是已知的。

这些设计为外部力作用结构或内部力作用结构，对于该应用目的而言，术语“外部力作用结构”或“外部驱动器”和“内部力作用结构”或“内部驱动器”往往指代紧固件上即螺钉上的力作用结构的类型。因此外部力作用结构可由具有相应内部力作用结构的工具来驱动，反之亦然。

这种最古老的力作用结构是普通六角驱动器，数个世纪以来已经作为外部力作用结构已知，且由申请人例如以商标“”作为内部力作用结构在市场出售。

申请人也在该方面进行了相应的改进，即在市场上以商标“”可购得的六角花形力作用结构，以及进一步改进的以商标“”出售的扁平六角花形力作用结构。

这些六角花形力作用结构提供了优于传统驱动器诸如六角驱动器的许多优势，诸如力传递特性高，工具使用寿命长，以及选择低轮廓的设计，即适于力作用结构的特别平坦的设计以减轻重量。

然而，由于适于各个力作用结构的对应特定工具的每一所需尺寸并非在所有车间都能获得，因此这些现代化的力作用结构在维护和维修工作期间经常会遇到问题。

当诸如现代化的六角花形力作用结构的紧固件在维修工作期间必须被移除时，迄今为止除了使用专门为此提供的驱动器之外尚无其它选择。

德国汽车行业的某些部门已经认识到该问题，并因此已经很大程度地限制了现代六角花形力作用结构尤其是“”驱动器的使用，其原因在于针对该驱动系统的相应工具不能在欧洲获取或只能极其困难地获取。这种情况会类似地出现在新兴亚洲市场。

此外，在已知的力作用结构中，通过非常小的加压表面（有时只用线性加压表面）来在工具和紧固件之间进行力传递，导致高的表面负荷。

此外，在接触点产生的法向力即垂直于接触面的作用力通过例如六角螺钉向外突出的角部，因此上述力作为不希望的剪切力而作用于该角部上，这可能会导致该驱动器过早地出现故障。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供特别适于作用于诸如螺钉的紧固件上的一种力作用结构，所述力作用结构可由所有这些工具来驱动，即（当然）可由根据本发明的与力作用结构相匹配的工具来驱动，特别是由具有类似设计的工具来驱动，此外可由仅在尺寸方面相匹配的六角工具来驱动，以及可由仅在尺寸方面相匹配的“”或“”工具来驱动，其中具体地，最大程度地减小在施力区域处的剪切力。

根据本发明还提供一种工具，任何种类的相应力作用结构即六角形力作用结构以及“”和“”力作用结构均可由所述工具来驱动，而无需每次都改变该工具，也无需寻找或购买其它工具，但是这并不是最重要的特征。

因此，应该可将根据本发明的驱动系统用作内部力作用结构和外部力作用结构，且其应该适于如上所述的六角形、六角花形和扁平六角花形力作用结构的情况。

此外根据本发明的力作用结构如果在工具使用寿命、力传递特性和重量减少方面不优于前述需求，则应该至少满足前述需求，使用者在六角花形和扁平六角花形驱动器的情况下已经习惯于上述需求，且根据本发明的力作用结构应同时提供在维护或维修工作期间可由市场上购得的常见工具来驱动而不损失耐用性的选择。

根据本发明该问题由旋转对称的星形力作用结构解决，其中星形的各个臂部设计成尖拱，具体地，尖拱的弧段设计成最大程度地减小施力区域的剪切力。

根据本发明，该问题也可由旋转对称的力作用结构来解决，其中力作用结构的轮廓由各个弧段过渡到彼此内而形成，各个弧段的圆心在绕力作用结构的旋转轴的内圆上以均匀的间隔分布。

对现有技术各种力作用结构进行的最佳改变得以实现，其中尖拱由弧段界定，所述弧段的圆心位于绕力作用结构旋转轴的内圆上。

若为弧段形式的各个侧面分别通过切向相邻的非常小的过渡半径在它们的交点过渡到彼此内，则根据本发明的力作用结构的形成可被简化。

六角几何设计通常用于这种的力作用结构，从适用性的观点出发，对于根据本发明的力作用结构而言优选具有六个臂部，每个臂部由远离位于绕力作用结构旋转轴的内圆上的六个圆心的两段圆弧界定，且每个臂部以以60°的间隔以如此方式分布，以至于一个臂部的左侧边界与右侧相邻（具体为紧接的右侧相邻的）臂部的右侧边界由相同弧段形成，以及一个臂部的右侧边界与左侧相邻臂部的左侧边界由相同弧段形成。