ES2211387T3

ES2211387T3 - Tornillo de cabeza avellanada.

Info

Publication number: ES2211387T3
Application number: ES00102216T
Authority: ES
Inventors: Robert Dicke
Original assignee: AZ Ausruestung und Zubehoer GmbH and Co KG
Current assignee: AZ Ausruestung und Zubehoer GmbH and Co KG
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2004-07-16
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: DE50004955D1; EP1031741B1; CN1264796A; US6394725B1; PL338572A1; HK1030254A1; CZ2000542A3; CA2299795C; EP1031741A1; DE29903231U1; PL192314B1; CZ293884B6; CA2299795A1; CN1188610C

Abstract

Tornillo de cabeza avellana con una cabeza (1), un vástago (2) y una rosca (3) que se extiende por lo menos sobre parte del vástago (2), de modo que la cabeza (1) presenta una superficie de apoyo (4) que corre cónicamente, por lo menos en parte, en dirección al vástago (2), de modo que en la zona (5) de la superficie de apoyo (4) alejada del vástago (2) existen nervaduras (6), caracterizado por el hecho de que las nervaduras (6) que actúan como nervaduras de freno (6) están formadas de tal modo que al penetrar en un material, como una superficie metálica de un herraje, aumenta la resistencia al roce mediante una elevada presión superficial entre la cabeza (1) y el material, quedando no obstante ampliamente excluido el efecto de arranque de viruta tanto al atornillar como al destornillar.

Description

Tornillo de cabeza avellanada.

El invento hace referencia a un tornillo de cabeza avellana con una cabeza, un vástago y una rosca que se extiende por lo menos sobre parte del vástago, de modo que la cabeza presenta una superficie de apoyo que corre cónicamente, por lo menos en parte, en dirección al vástago, de modo que en la zona de la superficie de apoyo alejada del vástago existen nervaduras.

Los tornillos de cabeza avellanada pueden presentar, por ejemplo en la cabeza, una cavidad de accionamiento, tal como una ranura o un cruce de ranuras, para la colocación de un destornillador. El extremo libre del vástago puede estar conformado como punta. De modo especial puede tratarse de un tornillo de cabeza avellanada que, al ser atornillado, ejerce un efecto de formación o corte de rosca sobre el material.

Sobre todo en tornillos cortos, como por ejemplo los tornillos para herrajes, que al ser aplicados con destornilladores mecanizados surge el problema de que siguen girando una vez han sido insertados totalmente o casi por completo, es decir, giran en el lugar, sin penetrar más en el material. Por tal motivo pueden destruirse los pasos de rosca formados o cortados en el material.

En la patente EP-0.705.987 A1 se describe un tornillo de cabeza avellanada del tipo citado, que lleva nervaduras en la zona superior apartada del vástago. Las nervaduras presentan una forma triangular a modo de filo, de modo que provocan un efecto de arranque de virutas de las nervaduras sobre un material. Mediante el efecto de arranque de virutas de las nervaduras se consigue un efecto de frenado cuando dichas nervaduras entran en contacto con el material.

El invento tiene por objeto un tornillo de cabeza avellanada que mejora este tipo de tecnología de manera que pueden evitarse los aspectos negativos antes citados.

Dicho objeto se consigue por el hecho de que las nervaduras que actúan como nervaduras de freno están formadas de tal modo que al penetrar en un material, como una superficie metálica de un herraje, aumenta la resistencia al roce mediante una elevada presión superficial entre la cabeza y el material, quedando no obstante ampliamente excluido el efecto de arranque de viruta tanto al atornillar como al destornillar.

Cuando se atornilla un tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con el invento, las nervaduras de frenado ejercen una elevada presión superficial entre el tornillo y el material, en que se inserta, por ejemplo en la superficie metálica de un herraje. Así aumenta la resistencia al roce y contrarresta el momento de giro del destornillador, de manera que se limita efectivamente el giro libre del tornillo.

Otras ventajosas formas de realización del invento se ponen de manifiesto en las reivindicaciones complementarias, así como en la siguiente descripción.

Con ayuda de dos ejemplos de formas de realización, representados en el dibujo, a continuación se explicará con más detalle el invento. En los dibujos:

La figura 1 es una representación ampliada, vista de frente, de un primer ejemplo de forma de realización de un tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con el invento;

La figura 2 muestra una primera forma de realización de un tornillo de cabeza avellanada, de acuerdo con el invento, vista en sección a lo largo de la línea II-II de la figura 1;

La figura 3 es una representación ampliada, vista de frente, de un segundo ejemplo de forma de realización de un tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con el invento; y

La figura 4 es una segunda forma de realización de un tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con el invento, vista en sección a lo largo de la línea IV-IV de la figura 3.

En las diversas figuras del dibujo las mismas piezas vienen indicadas con las mismas referencias, de manera que normalmente sólo se describirán una vez.

Tal como puede verse en la figura 1, una primera forma de realización del tornillo de cabeza avellanada, presenta una cabeza 1, un vástago 2 y una rosca 3 que se extiende, por lo menos en parte, sobre el vástago 2. La cabeza 1 presenta de nuevo una superficie de apoyo 4 que corre cónicamente en dirección del vástago 2, por lo menos en parte. En una zona 5 de la superficie de apoyo 4 apartada del vástago 2 van dispuestas nervaduras de freno 6.

En la forma de realización representada hay cuatro nervaduras de freno 6, pero también pueden haber más o menos, por ejemplo, dos, tres o seis.

La superficie de apoyo 4 que corre cónicamente en dirección al vástago 2 converge en una primera zona de cabeza 5a apartada del vástago 2 con un ángulo \alpha de aproximadamente 90º y una segunda zona de cabeza 5b contigua al vástago 2 con un ángulo \beta comprendido aproximadamente entre 50 y 65º. De este modo se consigue que a pesar de la forma relativamente pequeña de la cabeza 1, existe aún suficiente espacio en dicha cabeza 1 para una ranura en cruz, sin referencia, e indicada únicamente con líneas de trazos en la figura 1, para acoplar un destornillador. La zona 5 de la superficie de apoyo 4, en que van dispuestas las nervaduras de freno 6, es la primera zona de la cabeza 5a apartada del vástago 2.

La zona de la superficie de apoyo 4, en la que van dispuestas las nervaduras de freno 6, tiene con respecto a su longitud axial H_{B} no es mayor a aproximadamente el 60 por ciento de una longitud axial H_{A} de la superficie de apoyo cónica 4. Por tanto, las nervaduras de freno 6 actúan preferiblemente una vez el tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con el invento ha sido atornillado casi por completo. De este modo se evita un giro libre del tornillo y pueden protegerse los pasos de rosca formados o cortados en el material.

Tal como se ha representado, las nervaduras de freno 6 pueden estar dispuestas, respecto a su extensión longitudinal L_{R}, en líneas envolventes de la superficie de apoyo, cuya proyección P coincide en una sección del eje longitudinal del tornillo X-X que pasa a través de la cabeza 1 del tornillo de acuerdo con el invento. De este modo, el aumento del efecto de las nervaduras de freno 6 de la superficie de presión entre el tornillo y el material es especialmente grande.

La rosca 3 tiene un filo de rosca 7 que corre en una zona principal, en forma de una línea de roscado, a distancia constante (radio exterior A de la rosca 3) respecto a una sección de un eje longitudinal del tornillo X-X que pasa a través del vástago 2. De este modo, el filo de rosca 7 puede presentar una altura decreciente H_{K} en una zona extrema 8 de la rosca 3 próxima a la cabeza 1. Las nervaduras de freno 6 pueden extenderse en una zona anular, con una óptima disposición desde el punto de vista de su eficacia - tal como puede verse en la vista desde abajo y en la representación en sección de la figura 2 - que exteriormente queda aproximadamente a través de un radio exterior R_{K} de la cabeza 1 e interiormente queda aproximadamente a través del radio exterior A de la rosca 3.

Asimismo es preferible que las nervaduras de freno 6 tengan una altura variable H_{RB} a través de su extensión longitudinal L_{R}. En la forma de realización representada la altura H_{RB} de las nervaduras de freno 6 varía a lo largo de la extensión longitudinal L_{R} de las nervaduras de freno 6 desde un valor cero respecto a la forma curvada que parte de la superficie de apoyo 4 y termina de nuevo con un valor cero respecto a la superficie de apoyo 4. El máximo valor de la altura H_{RB} de las nervaduras de freno 6 con respecto a la superficie de apoyo 4, ventajosamente puede tener, de modo especial con un radio externo H_{K} de la cabeza de 4 a 5 mm, un valor de 0,1 a 0,2 mm.

Tal como se ha representado, cada nervadura de freno 6 puede presentar dos superficies laterales 6a, 6b de forma convexa, de modo especial en forma de un segmento de disco. Las superficies laterales 6a, 6b limitan entre sí un canto 6c que queda especialmente centrado. De este modo se consigue por un lado una alta resistencia de fricción al atornillar, pero excluyendo no obstante un efecto de arranque de viruta de las nervaduras de freno tanto al atornillar como destornillar un tornillo de acuerdo con el invento.

Las figuras 3 y 4 muestran una segunda forma de realización del tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con el invento. Esta forma de realización o se diferencia en lo que respecto a las nervaduras de freno 6 de la primera forma de realización antes descrita. En una zona 105 debajo de la superficie de apoyo 4, separada del vástago 2, existen sin embargo nervaduras de fresa 106 complementarias. Dichas nervaduras de fresa 106 producen una eliminación de material al atornillar un tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con el invento, de modo que incluso con un tornillo de cabeza avellanada que tenga una cabeza más grande de lo normal, pueda evitar eficazmente una no deseada destrucción de material.

En la forma de realización representada se han previsto seis nervaduras de fresa 106, pero también pueden haber más o menos, por ejemplo, tres, cuatro, ocho o más. Mediante la cantidad y conformación de las nervaduras de fresa 106 puede aumentarse o reducirse la cantidad de material eliminado al atornillar un tornillo de cabeza avellanada y adecuarlo así al material.

La zona 105 de la superficie de apoyo 4, en la cual se encuentran las nervaduras de fresa 106, es la segunda zona de la cabeza 5b apartada del vástago 2.

Asimismo, las nervaduras de fresa 106 se extienden hasta una zona 2a próxima a la cabeza del vástago 2, donde dicho vástago 2 tiene un radio R_{S} que es mayor que un radio de núcleo R_{E} del vástago 2 en la zona 2b de la rosca 3. En la zona próxima a la cabeza 2a las nervaduras de fresa 106 están unidas respectivamente con el vástago 2, de modo que se garantiza una estabilidad mecánica de las nervaduras de fresa 106.

La zona 105 de la superficie de apoyo 4, en que van dispuestas las nervaduras de fresa 1, en lo que respecta a su longitud axial H_{F} no es mayor de aproximadamente el 60 por ciento de una longitud axial H_{A} de la superficie de apoyo 4 de forma cónica. A consecuencia de ello se obtiene una longitud axial H_{T} en la zona próxima a la cabeza 2a, que puede ser aproximadamente un tercio de la longitud axial H_{F} de la zona 105 existente en la superficie de apoyo 4. Por consiguiente, las nervaduras de fresa 106 actúan preferiblemente cuando la cabeza 1 del tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con el invento empieza a penetrar en el material. De este modo se evita una destrucción del material en el sentido de astillas, grietas o deformaciones no deseadas.

Tal como se ha representado, las nervaduras de fresa 106 pueden estar dispuestas sobre líneas envolventes de la superficie de apoyo 4 en lo que respecta a su extensión longitudinal L_{F}, cuya proyección coincide con una sección del eje longitudinal del tornillo X-X que pasa a través de la cabeza 1 del tornillo de acuerdo con el invento. De este modo, el efecto de fresado o rascado que las nervaduras de fresa 106 ejercen sobre el material es especialmente grande.

Las nervaduras de fresa 106 pueden extenderse en una zona anular, en lo que respeta a su óptima disposición para conseguir el mayor efecto - que aparece en la vista inferior y en la representación en sección de la figura 2 - limitada en el exterior aproximadamente por el radio externo A de la rosca 3 y en el interior aproximadamente por el radio externo R_{S} del vástago 2, en la zona próxima a la cabeza 2a.

Para ello resulta además ventajoso si las nervaduras de fresa 106 tiene a lo largo de su extensión longitudinal L_{F} una altura variable H_{RF}. En la realización representada la altura H_{RF} de las nervaduras de fresa 106 aumenta exteriormente empezando en primer lugar desde un valor cero con relación a la superficie de apoyo 4 y pasando luego a un valor aproximadamente constante con respecto a la superficie de apoyo 4. De este modo se consigue un efecto de fresa regular a todo lo largo de la extensión longitudinal L_{F} de las nervaduras de fresa 106. El valor máximo de la altura H_{RF} de las nervaduras de fresa 106 con respecto a la superficie de apoyo 4 puede tener convenientemente, de modo especial con un radio externo R_{K} de la cabeza de aproximadamente 4 a 5 mm, del orden de
0,3 mm.

Se consigue una conformación óptima de las nervaduras de fresa 106 cuando - tal como puede verse en el dibujo - cada una de ellas tiene un contorno aproximadamente en forma de un segmento circular, de manera que un canto 106a del segmento circular, dirigido en el sentido de inserción E, es plano o cóncavo.

El invento no queda limitado a los ejemplos de forma de realización descritos, sino que también comprende todas aquellas otras formas de realización en el sentido del invento tengan la misma efectividad. Por ejemplo, la cantidad, forma y disposición de las nervaduras de freno 6 pueden ser diferentes a las formas de realización descritas. Así, en determinadas circunstancias las nervaduras de freno 6 pueden no estar dispuestas - tal como se ha representado - en líneas envolventes de la superficie de apoyo 4 en lo que respecta a su extensión longitudinal L_{R}, cuya proyección P coincida con una sección del eje longitudinal del tornillo X-X que pasa a través de la cabeza 1 del tornillo de acuerdo con el invento, sino que (de modo parecido a la rosca 3) queden, por lo menos en parte, sobre una banda de líneas helicoidales en el sentido periférico.

Referencias

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1  \+ Cabeza\cr  2  \+ Vástago\cr  2a \+ Zona de 2 próxima a la
cabeza\cr  3  \+ Rosca\cr  4  \+ Superficie de apoyo de 1\cr  5  \+
Zona superior de 4\cr  5a \+ Primera zona de convergencia de 4\cr   
 \+ (ángulo  \alpha )\cr  5b \+ Primera zona de convergencia de 4\cr
    \+ (ángulo  \beta )\cr  6  \+ Nervadura de freno\cr  6a, 6b \+
Superficies laterales de 6\cr  6c \+ Canto entre 6a y 6b\cr  7  \+
Canto de rosca de 3\cr  8  \+ Zona extrema de 3\cr  105 \+ Zona
inferior de 4\cr  106 \+ Nervadura de fresa\cr  106a \+ Canto de
106\cr  A  \+ Radio exterior de 3 (distancia de 7 a\cr     \+
X-X)\cr  E  \+ Sentido de inserción\cr  H _{A}  \+
Longitud axial de 4\cr  H _{B}  \+ Longitud axial de 5\cr  H _{F} 
\+ Longitud axial de 105 en la zona de 2a\cr  H _{K}  \+ Altura de
7\cr  H _{RB}  \+ Altura de 6\cr  H _{RF}  \+ Altura de 106\cr 
H _{T}  \+ Longitud axial de 105 en la zona de 2a\cr  L _{F}  \+
Extensión longitudinal de 106\cr  L _{R}  \+ Extensión longitudinal
de 6\cr  P \+ Proyección de 6 sobre X-X\cr  R _{E} 
\+ Radio del núcleo de 2\cr  R _{K}  \+ Radio exterior de 1\cr 
R _{S}  \+ Radio de 2 en 2a\cr  X-X \+ Eje
longitudinal del tornillo (a través de\cr     \+ 1 y 2)\cr   \alpha 
\+ Angulo de convergencia de 5a\cr   \beta  \+ Angulo de
convergencia de
5b\cr}

Claims

1. Tornillo de cabeza avellana con una cabeza (1), un vástago (2) y una rosca (3) que se extiende por lo menos sobre parte del vástago (2), de modo que la cabeza (1) presenta una superficie de apoyo (4) que corre cónicamente, por lo menos en parte, en dirección al vástago (2), de modo que en la zona (5) de la superficie de apoyo (4) alejada del vástago (2) existen nervaduras (6), caracterizado por el hecho de que las nervaduras (6) que actúan como nervaduras de freno (6) están formadas de tal modo que al penetrar en un material, como una superficie metálica de un herraje, aumenta la resistencia al roce mediante una elevada presión superficial entre la cabeza (1) y el material, quedando no obstante ampliamente excluido el efecto de arranque de viruta tanto al atornillar como al destornillar.

2. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la zona (5) de la superficie de apoyo (4), en la que van dispuestas las nervaduras de freno (6), con respecto a su longitud axial (H_{B}) no es mayor de aproximadamente el 60 por ciento de una longitud axial (H_{A}) de la superficie de apoyo (4) dispuesta cónica.

3. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que las nervaduras de freno (6) corren en lo que respecta su extensión longitudinal (L_{R}) sobre líneas envolventes de la superficie de apoyo (4), cuya proyección (P) coincide con una sección del eje longitudinal del tornillo (X-X) que pasa a través de la cabeza (1).

4. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que la rosca (3) presenta un canto de rosca (7) dispuesto sobre el vástago (2), por lo menos a tramos, con un radio exterior constante (A), de modo que las nervaduras de freno (6), vistas desde abajo, se extienden en una zona anular, que está limitada en el costado exterior aproximadamente por un radio externo (R_{K}) de la cabeza (1) y en el costado interior aproximadamente por un radio externo (A).

5. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que cada una las nervaduras de freno (6) presenta dos superficies laterales (6a, 6b) de forma convexa, especialmente en forma de un segmento de disco, de modo que las superficies laterales (6a, 6b) quedan limitadas entre sí en un canto (6c) que queda especialmente centrado.

6. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que las nervaduras de freno (6) presentan una altura variable (H_{RB}) en su extensión longitudinal (L_{R}).

7. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la altura (H_{RB}) de las nervaduras de freno (6) a lo largo de la extensión longitudinal (L_{R}) de dichas nervaduras de freno (6) empiezan en forma curvada desde un valor cero con respecto a la superficie de apoyo (4) y terminan con un valor cero respecto a dicha superficie de apoyo (4).

8. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que el valor máximo de la altura (H_{RB}) de las nervaduras de freno (6) con respecto a la superficie de apoyo (4), de modo especial con un radio externo (R_{K}) de la cabeza (1) de aproximadamente 4 a 5 mm, es de alrededor de 0,1 a 0,2 mm.

9. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que hay de dos a seis nervaduras de freno (6), en especial cuatro.

10. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que la superficie de apoyo (4) cónica hacia el vástago (2) converge en una primera sección de cabeza (5a) separada del vástago con un ángulo (\alpha) de aproximadamente 90º y con una segunda sección de cabeza (5b) próxima al vástago con un ángulo de aproximadamente 50 a 65º.

11. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que las nervaduras de freno (6) van dispuestas en la primera sección de cabeza (5a) opuesta al vástago (2).

12. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el hecho de que en la zona inferior (105) de la superficie de apoyo (4) próxima al eje (2) van dispuestas nervaduras de fresa (106).

13. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que la zona (105) de la superficie de apoyo (4), en que va dispuestas las nervaduras de fresa (106), no son mayores, en lo que respecta a su longitud axial (H_{F}), de aproximadamente el 60 por ciento de una longitud axial (H_{A}) de la superficie de apoyo (4) cónica.

14. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado por el hecho de que las nervaduras de fresa (106) corren sobre líneas envolventes de la superficie de apoyo (4), cuya proyección coincide con una sección del eje longitudinal del tornillo (X-X) que pasa a través de la cabeza (1).

15. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado por el hecho de que las nervaduras de fresa (106), vistas desde debajo, se extienden en una zona anular limitadas por el costado exterior aproximadamente con el radio externo (A) de la rosca (3) y por el costado interno aproximadamente por un radio externo (R_{S}) del vástago (2).

16. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado por el hecho de que las nervaduras de fresa (106) tiene un contorno aproximadamente en forma de un segmento circular, de modo que se forma un canto (106a) del segmento circular que es plano o cóncavo en el sentido de atornillado (E).

17. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado por el hecho de que las nervaduras de fresa (106) presentan una altura variable (H_{RF}) en su extensión longitudinal (L_{F}).

18. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado por el hecho de que la altura (H_{RF}) de las nervaduras de fresa (106) empieza exteriormente con un valor cero respecto a la superficie de apoyo (4) para luego aumentar y a continuación permanecer aproximadamente constante con respecto a dicha superficie de apoyo (4).

19. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizado por el hecho de que el valor máximo de una/la altura (H_{RF}) de las nervaduras de fresa (106) con respecto a la superficie de apoyo (4), de modo especial con un radio externo (R_{K}) de la cabeza (1) de aproximadamente 4 a 5 mm, es de unos 0,3 mm.

20. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 19, caracterizado por el hecho de que hay de cuatro a seis nervaduras de fresa (109), especialmente seis.

21. Tornillo de cabeza avellanada de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 20, caracterizado por el hecho de que las nervaduras de fresa (106) se encuentran en la segunda zona de la cabeza próxima al vástago (2).