專利名稱：螺釘和用于識別螺釘的方法
技術領域：
在建筑業中借助一個電動螺絲刀安裝螺釘。電動螺絲刀設有一個可調的轉矩離合器，當螺釘的一個反作用轉矩超過一個調好的額定值時，轉矩離合器終止一個擰緊過程。至今使用者利用多次嘗試對額定值進行調整。面對大量不同的螺釘及其特性，轉矩的自動調整只是有限可能的。就顧客方面來說，螺釘在釘頭上配備可見的標記是遭到拒絕的，特別是當釘頭在裝配以后仍然可見時則尤其如此。

發明內容
一個目的在于，提供一種螺釘，它支持一種自動識別。本發明涉及一種螺釘，其釘頭具有一個朝向尖端的具有壓花的下面。該下面分成至少五個等大小的扇形區。五分之三的扇形區具有一種相同的由壓花構成的圖案并且至少一個扇形區設有一種由壓花構成的不同的圖案或沒有壓花。扇形區的數目優選在五與十五之間的范圍內。一種按照本發明的用于螺釘的識別方法具有以下步驟。在一個自旋螺釘的區域內產生一個磁場。借助一個磁場敏感的傳感器在釘頭的區域內檢測磁場的通過自旋螺釘引起的變化。將檢測的變化與保存在一個存儲裝置中的為一些螺釘配置的變化樣本進行比較。所述壓花是成形到下面中的標記。在旋轉螺釘時，各壓花產生磁化率的一種有特征的變化。一個例如具有一個用于產生一個磁場的永久磁鐵和一個傳感器線圈的磁場傳感器可以檢測這種變化。可以基于所述變化的頻譜進行螺釘的識別。相互旋轉對稱的具有相同壓花圖案的各扇形區有助于在基本頻率中的振幅。基本頻率通過螺釘旋轉的轉數和扇形區的數目預定。除在基本頻率中的振幅外，由于缺少壓花亦即不旋轉對稱的扇形還在低頻率中區產生進一步的振幅。低頻率是基本頻率的一些整數的分數，其中分母是扇形區的數目。振幅和頻率的比值產生一個有特征的標志，它在相當大程度上與螺絲刀的轉數、磁場的絕對強度、傳感器的敏感度無關。當兩個扇形區通過螺釘繞其軸線的旋轉進入重疊時，兩個扇形區的一種圖案被看作是相同的。螺釘為此必須旋轉的角度是360/N度的一個整數倍，其中N表示扇形區的數目。當圖案對空間的磁化率的影響相同時，所述圖案則特別被認為是相同的。為此在釘頭的高度上與釘頭徑向隔開間距地在一個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成的墊圈和結構沒有影響。—種實施形式的特征在于，一個第一壓花沿一個旋轉方向離一個第二壓花最近， 而一個第三壓花相反于該旋轉方向離第二壓花最近，其特征在于，一個在第一壓花與第二壓花之間的第一角度不同于一個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。一種實施形式設定，其中兩個壓花以一個最小的角度隔開間距并且其中每個壓花以最小的角度的一個整數倍與第一壓花隔開間距。從一個壓花開始，可以通過一個繞最小角度多倍的旋轉達到另一壓花的每一位置。整數倍例如處在5至15的范圍內。
一種實施形式設定，所述壓花或所述壓花的至少一個區段距軸線的徑向間距大于釘頭直徑的六分之二。為了識別螺釘，各壓花主要在螺釘的邊緣上具有重要性。在一個內部的區域在軸線附近可以設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對稱性或無旋轉對稱性地設置。一種實施形式設定，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施形式和附圖的描述說明本發明。其中圖1 一個螺釘的縱剖面圖；圖2圖1的螺釘的一種下面；圖3螺釘的一種備選的下面；圖4螺釘的一種備選的下面；圖5—個螺絲刀。在附圖中通過相同的附圖標記表示相同的或功能相同的元件，對此不做另外說明。
具體實施例方式圖1示出一個自攻絲螺釘1的一個示例性的結構的縱剖面圖。圖2示出螺釘1的仰視圖。螺釘1沿一條軸線5具有一個釘頭2、一段螺紋3和一個尖端4。尖端4具有一個或兩個刀刃6，用于鉆入到一個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，以便產生一個用于螺紋3的孔。任選的由彈性的塑料例如硅樹脂構成的中間墊圈7可以貼靠在釘頭2的一個下面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的附近設置四個在相當大程度上相同的、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成。例如可以通過對釘頭2的下面8進行壓花來制造筋條10。鄰接的筋條10相互繞軸線5旋轉一個72°的角度11或一個144°的角度12地設置。在各筋條10之間的角度 11、12的最大公約數為72°。其中每個筋條10通過螺釘1繞其軸線5的旋轉可以與其他的筋條10進入重疊。在此使螺釘1旋轉72°的整數倍。下面8因此差不多具有一種五數的旋轉對稱性。但這通過無筋條的位置13而被中斷。在螺釘1中，當使螺釘1旋轉一個整數倍時，四個筋條10中的三個分別與一個另外的筋條10到達重疊。但其中一個筋條10與空的位置13到達重疊。下面8分成五個等大小的扇形區14。等大小應該意味著，相對于軸線的內角分別是等大小的，在實例中為72°。在其中四個扇形區14中設置筋條10。筋條10的設置在四個扇形區14的每一個中是相同的。在第五扇形區14中沒有筋條10設置在位置13上，在該位置在其他四個扇形區14內是一個筋條10。圖3示出下面8的另一種實施形式，包括各具有兩個筋條20的四對。在一對內的各筋條20相互以一個10°的角度21設置。所述這些對形成一種圖案，它多倍地沿圓周重復。一對與另一對通過旋轉一個等于72°的整數倍的角度22到達重疊。72°是最大的角度(在從0°至360°的合理的范圍內)，對于該角度，確保一種這樣的圖樣。至少其中三對在一種任意選擇的倍數情況下處于一個在旋轉之前三對已占有的位置上。也可以將螺釘繼續旋轉較小的步例如一度，直到在一種適合的整數倍情況下亦即 72、144等情況下，一對已到達另一對的位置。但在1至73范圍內的大多數倍數時都沒有達到各對的重疊，而只是其結構的部分到達重疊。在一種等于十、82、IM等的整數倍情況下， 各筋條20只有一半在旋轉之前進入其他的筋條20的位置。下面8可以分成五個等大小的扇形區23。在其中四個扇形區23內各設置一個由筋條20構成的相同的圖案。一個第五扇形區23在位置M沒有筋條，在該位置，其他的四個扇形區23已設置其各筋條20。由此產生下面8的五數對稱性的一種中斷。圖4示出下面8的另一種實施形式。各圓形的壓花30設置在下面8的一個外面的環31中。外面的環31具有例如一個為下面8的直徑33的三分之二的內徑32。在軸線 3附近在一個內部的圓34中可以設置一些筋條35。可以出于各種各樣的原因設置各筋條 35，例如為了引起下面8與一個基礎嚙合。對于該實施形式重要的是在外面的圓31中的各壓花30。它們以72°的整數倍的角間距36彼此設置。在一個各壓花30在旋轉72°時所進入的位置37上沒有設置壓花。下面8具有五個等大小的扇形區38，其中只研究外面的環 31。其中四個扇形區38設有相同的壓花30，一個第五扇形區38在位置37沒有壓花。一種螺絲刀40，例如一種電動螺絲刀，具有一個用于螺釘1的識別裝置41。識別裝置41包括一個有源的磁場傳感器42，它測定在釘頭2附近的磁化率的變化。一個磁場敏感的傳感器元件43沿軸線5設置在釘頭2的高度上。傳感器元件43可以例如設置在螺絲刀40的一個套筒形的深夾頭45的一個工件側的前端44上。磁場傳感器42的一個永久磁鐵46產生一個穿過釘頭2的磁場。傳感器元件43檢測磁場的通過被旋轉的壓花而引起的變化和其對局部的磁化率的影響，例如對含鐵材料和無鐵材料特別是空氣和塑料的周期變換的影響。識別裝置41檢測傳感器元件43的信號。一個頻譜分析器47測定，在該信號中包含哪些具有一個顯著振幅的頻率。也可以從頻譜中屏蔽那些大于螺釘1的一個測定的轉數的頻率。將頻譜與保存在一個數據存儲器48中的各頻譜進行比較。在數據存儲器48中保存了具有所屬特征的頻譜的所有螺釘類型。
權利要求
1.螺釘(1)，其釘頭( 具有一個朝向尖端(4)的具有壓花(10，20，50)的下面(8)，并且該下面分成至少五個等大小的扇形區(14，23，51)，其特征在于，至少五分之三的扇形區 (14,23,51)具有一種相同的由壓花(10，20，50)構成的圖案并且至少一個扇形區設有一種由壓花構成的不同的圖案或沒有壓花。
2.按照權利要求1所述的螺釘，其特征在于，所述下面分成最多十五個扇形區。
3.按照權利要求1或2所述的螺釘，其特征在于，一個第一壓花(10)沿一個旋轉方向離一個第二壓花(10)最近，而一個第三壓花(10)相反于該旋轉方向離第二壓花(10)最近，其特征在于，一個在第一壓花(10)與第二壓花(10)之間的第一角度(11)不同于一個在第二壓花與第三壓花之間的第二角度(12)。
4.按照權利要求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.按照上述權利要求之一所述的螺釘，其特征在于，其中兩個壓花以一個最小的角度 (11)隔開間距并且其中每個壓花以最小的角度(11)的一個整數倍與第一壓花隔開間距。
6.按照權利要求5所述的螺釘，其特征在于，其中每個壓花與其他的壓花以在最小的角度(11)的5至15的范圍內的一個整數倍隔開間距。
7.按照上述權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區段距軸線(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.用于螺釘的識別方法，具有下列步驟 在一個自旋螺釘的區域內產生一個磁場；借助一個磁場敏感的傳感器在釘頭的區域內檢測磁場的通過自旋螺釘引起的變化，和將檢測的變化與保存在一個存儲裝置中的為一些螺釘配置的變化樣本進行比較。
10.按照權利要求9所述的識別方法，其特征在于，使螺釘旋轉。
全文摘要
本發明涉及一種螺釘，該螺釘具有一個釘頭，其朝向尖端的下面具有壓花。所述下面分成至少五個等大小的扇形區。至少五分之三的扇形區具有一種相同的由壓花構成的圖案并且至少一個扇形區設有一種由壓花構成的不同的圖案或沒有壓花。
文檔編號G01B7/00GK102312893SQ201110164620
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月20日 優先權日2010年6月23日
發明者J·孔特納, P·施密特 申請人:喜利得股份公司