專利名稱：螺釘和用于識(shí)別螺釘?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
在建筑業(yè)中借助一個(gè)電動(dòng)螺絲刀安裝螺釘。電動(dòng)螺絲刀設(shè)有一個(gè)可調(diào)的轉(zhuǎn)矩離合器，當(dāng)螺釘?shù)囊粋€(gè)反作用轉(zhuǎn)矩超過(guò)一個(gè)調(diào)好的額定值時(shí)，轉(zhuǎn)矩離合器終止一個(gè)擰緊過(guò)程。至今使用者利用多次嘗試對(duì)額定值進(jìn)行調(diào)整。面對(duì)大量不同的螺釘及其特性，轉(zhuǎn)矩的自動(dòng)調(diào)整只是有限可能的。就顧客方面來(lái)說(shuō)，螺釘在釘頭上配備可見(jiàn)的標(biāo)記是遭到拒絕的，特別是當(dāng)釘頭在裝配以后仍然可見(jiàn)時(shí)則尤其如此。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)目的在于，提供一種螺釘，它支持一種自動(dòng)識(shí)別。本發(fā)明涉及一種螺釘，其釘頭具有一個(gè)朝向尖端的具有壓花的下面。該下面分成至少五個(gè)等大小的扇形區(qū)。五分之三的扇形區(qū)具有一種相同的由壓花構(gòu)成的圖案并且至少一個(gè)扇形區(qū)設(shè)有一種由壓花構(gòu)成的不同的圖案或沒(méi)有壓花。扇形區(qū)的數(shù)目?jī)?yōu)選在五與十五之間的范圍內(nèi)。一種按照本發(fā)明的用于螺釘?shù)淖R(shí)別方法具有以下步驟。在一個(gè)自旋螺釘?shù)膮^(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。借助一個(gè)磁場(chǎng)敏感的傳感器在釘頭的區(qū)域內(nèi)檢測(cè)磁場(chǎng)的通過(guò)自旋螺釘引起的變化。將檢測(cè)的變化與保存在一個(gè)存儲(chǔ)裝置中的為一些螺釘配置的變化樣本進(jìn)行比較。所述壓花是成形到下面中的標(biāo)記。在旋轉(zhuǎn)螺釘時(shí)，各壓花產(chǎn)生磁化率的一種有特征的變化。一個(gè)例如具有一個(gè)用于產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)的永久磁鐵和一個(gè)傳感器線圈的磁場(chǎng)傳感器可以檢測(cè)這種變化。可以基于所述變化的頻譜進(jìn)行螺釘?shù)淖R(shí)別。相互旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的具有相同壓花圖案的各扇形區(qū)有助于在基本頻率中的振幅?；绢l率通過(guò)螺釘旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)和扇形區(qū)的數(shù)目預(yù)定。除在基本頻率中的振幅外，由于缺少壓花亦即不旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的扇形還在低頻率中區(qū)產(chǎn)生進(jìn)一步的振幅。低頻率是基本頻率的一些整數(shù)的分?jǐn)?shù)，其中分母是扇形區(qū)的數(shù)目。振幅和頻率的比值產(chǎn)生一個(gè)有特征的標(biāo)志，它在相當(dāng)大程度上與螺絲刀的轉(zhuǎn)數(shù)、磁場(chǎng)的絕對(duì)強(qiáng)度、傳感器的敏感度無(wú)關(guān)。當(dāng)兩個(gè)扇形區(qū)通過(guò)螺釘繞其軸線的旋轉(zhuǎn)進(jìn)入重疊時(shí)，兩個(gè)扇形區(qū)的一種圖案被看作是相同的。螺釘為此必須旋轉(zhuǎn)的角度是360/N度的一個(gè)整數(shù)倍，其中N表示扇形區(qū)的數(shù)目。當(dāng)圖案對(duì)空間的磁化率的影響相同時(shí)，所述圖案則特別被認(rèn)為是相同的。為此在釘頭的高度上與釘頭徑向隔開(kāi)間距地在一個(gè)固定的角位置確定該磁化率。由不可磁化的材料例如塑料構(gòu)成的墊圈和結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響?！N實(shí)施形式的特征在于，一個(gè)第一壓花沿一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向離一個(gè)第二壓花最近， 而一個(gè)第三壓花相反于該旋轉(zhuǎn)方向離第二壓花最近，其特征在于，一個(gè)在第一壓花與第二壓花之間的第一角度不同于一個(gè)在第二壓花與第三壓花之間的第二角度。第一角度在此可以為第二角度的兩倍大。一種實(shí)施形式設(shè)定，其中兩個(gè)壓花以一個(gè)最小的角度隔開(kāi)間距并且其中每個(gè)壓花以最小的角度的一個(gè)整數(shù)倍與第一壓花隔開(kāi)間距。從一個(gè)壓花開(kāi)始，可以通過(guò)一個(gè)繞最小角度多倍的旋轉(zhuǎn)達(dá)到另一壓花的每一位置。整數(shù)倍例如處在5至15的范圍內(nèi)。
一種實(shí)施形式設(shè)定，所述壓花或所述壓花的至少一個(gè)區(qū)段距軸線的徑向間距大于釘頭直徑的六分之二。為了識(shí)別螺釘，各壓花主要在螺釘?shù)倪吘壣暇哂兄匾?。在一個(gè)內(nèi)部的區(qū)域在軸線附近可以設(shè)置另外的壓花用于其他的目的。另外的壓花可以以一種任意的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性或無(wú)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性地設(shè)置。一種實(shí)施形式設(shè)定，各壓花是徑向延伸的凹槽或徑向延伸的筋條。


下面借助各示例性的實(shí)施形式和附圖的描述說(shuō)明本發(fā)明。其中圖1 一個(gè)螺釘?shù)目v剖面圖；圖2圖1的螺釘?shù)囊环N下面；圖3螺釘?shù)囊环N備選的下面；圖4螺釘?shù)囊环N備選的下面；圖5—個(gè)螺絲刀。在附圖中通過(guò)相同的附圖標(biāo)記表示相同的或功能相同的元件，對(duì)此不做另外說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式圖1示出一個(gè)自攻絲螺釘1的一個(gè)示例性的結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。圖2示出螺釘1的仰視圖。螺釘1沿一條軸線5具有一個(gè)釘頭2、一段螺紋3和一個(gè)尖端4。尖端4具有一個(gè)或兩個(gè)刀刃6，用于鉆入到一個(gè)金屬的工件例如一塊薄鋼板中。這些刀刃6可以切削地切除金屬或使金屬成形，以便產(chǎn)生一個(gè)用于螺紋3的孔。任選的由彈性的塑料例如硅樹(shù)脂構(gòu)成的中間墊圈7可以貼靠在釘頭2的一個(gè)下面8上。中間墊圈7可以用作密封元件，用于水密地封閉所述孔。在釘頭2的金屬的下面8上至少在邊緣9的附近設(shè)置四個(gè)在相當(dāng)大程度上相同的、徑向延伸的、沿軸向方向凸出的筋條10。作為備方案，可以將各筋條10壓入下面8中而成形為凹槽。筋條10優(yōu)選由與釘頭2相同的材料例如鐵、鋼或一種另外的硬磁或軟磁材料構(gòu)成。例如可以通過(guò)對(duì)釘頭2的下面8進(jìn)行壓花來(lái)制造筋條10。鄰接的筋條10相互繞軸線5旋轉(zhuǎn)一個(gè)72°的角度11或一個(gè)144°的角度12地設(shè)置。在各筋條10之間的角度 11、12的最大公約數(shù)為72°。其中每個(gè)筋條10通過(guò)螺釘1繞其軸線5的旋轉(zhuǎn)可以與其他的筋條10進(jìn)入重疊。在此使螺釘1旋轉(zhuǎn)72°的整數(shù)倍。下面8因此差不多具有一種五數(shù)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。但這通過(guò)無(wú)筋條的位置13而被中斷。在螺釘1中，當(dāng)使螺釘1旋轉(zhuǎn)一個(gè)整數(shù)倍時(shí)，四個(gè)筋條10中的三個(gè)分別與一個(gè)另外的筋條10到達(dá)重疊。但其中一個(gè)筋條10與空的位置13到達(dá)重疊。下面8分成五個(gè)等大小的扇形區(qū)14。等大小應(yīng)該意味著，相對(duì)于軸線的內(nèi)角分別是等大小的，在實(shí)例中為72°。在其中四個(gè)扇形區(qū)14中設(shè)置筋條10。筋條10的設(shè)置在四個(gè)扇形區(qū)14的每一個(gè)中是相同的。在第五扇形區(qū)14中沒(méi)有筋條10設(shè)置在位置13上，在該位置在其他四個(gè)扇形區(qū)14內(nèi)是一個(gè)筋條10。圖3示出下面8的另一種實(shí)施形式，包括各具有兩個(gè)筋條20的四對(duì)。在一對(duì)內(nèi)的各筋條20相互以一個(gè)10°的角度21設(shè)置。所述這些對(duì)形成一種圖案，它多倍地沿圓周重復(fù)。一對(duì)與另一對(duì)通過(guò)旋轉(zhuǎn)一個(gè)等于72°的整數(shù)倍的角度22到達(dá)重疊。72°是最大的角度(在從0°至360°的合理的范圍內(nèi))，對(duì)于該角度，確保一種這樣的圖樣。至少其中三對(duì)在一種任意選擇的倍數(shù)情況下處于一個(gè)在旋轉(zhuǎn)之前三對(duì)已占有的位置上。也可以將螺釘繼續(xù)旋轉(zhuǎn)較小的步例如一度，直到在一種適合的整數(shù)倍情況下亦即 72、144等情況下，一對(duì)已到達(dá)另一對(duì)的位置。但在1至73范圍內(nèi)的大多數(shù)倍數(shù)時(shí)都沒(méi)有達(dá)到各對(duì)的重疊，而只是其結(jié)構(gòu)的部分到達(dá)重疊。在一種等于十、82、IM等的整數(shù)倍情況下， 各筋條20只有一半在旋轉(zhuǎn)之前進(jìn)入其他的筋條20的位置。下面8可以分成五個(gè)等大小的扇形區(qū)23。在其中四個(gè)扇形區(qū)23內(nèi)各設(shè)置一個(gè)由筋條20構(gòu)成的相同的圖案。一個(gè)第五扇形區(qū)23在位置M沒(méi)有筋條，在該位置，其他的四個(gè)扇形區(qū)23已設(shè)置其各筋條20。由此產(chǎn)生下面8的五數(shù)對(duì)稱性的一種中斷。圖4示出下面8的另一種實(shí)施形式。各圓形的壓花30設(shè)置在下面8的一個(gè)外面的環(huán)31中。外面的環(huán)31具有例如一個(gè)為下面8的直徑33的三分之二的內(nèi)徑32。在軸線 3附近在一個(gè)內(nèi)部的圓34中可以設(shè)置一些筋條35?？梢猿鲇诟鞣N各樣的原因設(shè)置各筋條 35，例如為了引起下面8與一個(gè)基礎(chǔ)嚙合。對(duì)于該實(shí)施形式重要的是在外面的圓31中的各壓花30。它們以72°的整數(shù)倍的角間距36彼此設(shè)置。在一個(gè)各壓花30在旋轉(zhuǎn)72°時(shí)所進(jìn)入的位置37上沒(méi)有設(shè)置壓花。下面8具有五個(gè)等大小的扇形區(qū)38，其中只研究外面的環(huán) 31。其中四個(gè)扇形區(qū)38設(shè)有相同的壓花30，一個(gè)第五扇形區(qū)38在位置37沒(méi)有壓花。一種螺絲刀40，例如一種電動(dòng)螺絲刀，具有一個(gè)用于螺釘1的識(shí)別裝置41。識(shí)別裝置41包括一個(gè)有源的磁場(chǎng)傳感器42，它測(cè)定在釘頭2附近的磁化率的變化。一個(gè)磁場(chǎng)敏感的傳感器元件43沿軸線5設(shè)置在釘頭2的高度上。傳感器元件43可以例如設(shè)置在螺絲刀40的一個(gè)套筒形的深?yuàn)A頭45的一個(gè)工件側(cè)的前端44上。磁場(chǎng)傳感器42的一個(gè)永久磁鐵46產(chǎn)生一個(gè)穿過(guò)釘頭2的磁場(chǎng)。傳感器元件43檢測(cè)磁場(chǎng)的通過(guò)被旋轉(zhuǎn)的壓花而引起的變化和其對(duì)局部的磁化率的影響，例如對(duì)含鐵材料和無(wú)鐵材料特別是空氣和塑料的周期變換的影響。識(shí)別裝置41檢測(cè)傳感器元件43的信號(hào)。一個(gè)頻譜分析器47測(cè)定，在該信號(hào)中包含哪些具有一個(gè)顯著振幅的頻率。也可以從頻譜中屏蔽那些大于螺釘1的一個(gè)測(cè)定的轉(zhuǎn)數(shù)的頻率。將頻譜與保存在一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器48中的各頻譜進(jìn)行比較。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器48中保存了具有所屬特征的頻譜的所有螺釘類型。
權(quán)利要求
1.螺釘(1)，其釘頭( 具有一個(gè)朝向尖端(4)的具有壓花(10，20，50)的下面(8)，并且該下面分成至少五個(gè)等大小的扇形區(qū)(14，23，51)，其特征在于，至少五分之三的扇形區(qū) (14,23,51)具有一種相同的由壓花(10，20，50)構(gòu)成的圖案并且至少一個(gè)扇形區(qū)設(shè)有一種由壓花構(gòu)成的不同的圖案或沒(méi)有壓花。
2.按照權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于，所述下面分成最多十五個(gè)扇形區(qū)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的螺釘，其特征在于，一個(gè)第一壓花(10)沿一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向離一個(gè)第二壓花(10)最近，而一個(gè)第三壓花(10)相反于該旋轉(zhuǎn)方向離第二壓花(10)最近，其特征在于，一個(gè)在第一壓花(10)與第二壓花(10)之間的第一角度(11)不同于一個(gè)在第二壓花與第三壓花之間的第二角度(12)。
4.按照權(quán)利要求3所述的螺釘，其特征在于，第一角度(11)為第二角度(12)的兩倍大。
5.按照上述權(quán)利要求之一所述的螺釘，其特征在于，其中兩個(gè)壓花以一個(gè)最小的角度 (11)隔開(kāi)間距并且其中每個(gè)壓花以最小的角度(11)的一個(gè)整數(shù)倍與第一壓花隔開(kāi)間距。
6.按照權(quán)利要求5所述的螺釘，其特征在于，其中每個(gè)壓花與其他的壓花以在最小的角度(11)的5至15的范圍內(nèi)的一個(gè)整數(shù)倍隔開(kāi)間距。
7.按照上述權(quán)利要求之一所述的螺釘，其特征在于，所述壓花(50)或所述壓花的至少一個(gè)區(qū)段距軸線(5)的徑向間距大于釘頭(8)的直徑(38)的六分之二。
8.按照上述權(quán)利要求之一所述的螺釘，其特征在于，所述壓花是徑向延伸的凹槽或徑向延伸的筋條。
9.用于螺釘?shù)淖R(shí)別方法，具有下列步驟 在一個(gè)自旋螺釘?shù)膮^(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；借助一個(gè)磁場(chǎng)敏感的傳感器在釘頭的區(qū)域內(nèi)檢測(cè)磁場(chǎng)的通過(guò)自旋螺釘引起的變化，和將檢測(cè)的變化與保存在一個(gè)存儲(chǔ)裝置中的為一些螺釘配置的變化樣本進(jìn)行比較。
10.按照權(quán)利要求9所述的識(shí)別方法，其特征在于，使螺釘旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種螺釘，該螺釘具有一個(gè)釘頭，其朝向尖端的下面具有壓花。所述下面分成至少五個(gè)等大小的扇形區(qū)。至少五分之三的扇形區(qū)具有一種相同的由壓花構(gòu)成的圖案并且至少一個(gè)扇形區(qū)設(shè)有一種由壓花構(gòu)成的不同的圖案或沒(méi)有壓花。
文檔編號(hào)G01B7/00GK102312893SQ201110164620
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者J·孔特納, P·施密特 申請(qǐng)人:喜利得股份公司