ES2336258T3 - Tornillo autoaterrajador y formador de rosca. - Google Patents
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Abstract
Tornillo autoaterrajador y formador de rosca (1) que tiene un vástago (2) de tornillo con una punta (4) de tornillo en un extremo y un punto (6) de aplicación de fuerza en el otro extremo para la transmisión del par de torsión, siendo que el vástago (2) de tornillo consta de una sección roscada (10) que tiene la punta (4) del tornillo y de una sección (12) de vástago sin rosca adyacente que tiene el punto (6) de aplicación de fuerza, y siendo que la sección (10) roscada está compuesta de un núcleo (14) de vástago y una rosca (16) formadora de rosca, caracterizado porque la sección roscada (10) tiene una sección de núcleo (20) con una sección transversal de núcleo poligonal en una región remota de la punta (4) del tornillo, que con sus esquinas (22) define un círculo envolvente (24) con un diámetro del círculo envolvente (DH) que es mayor que el diámetro de vástago (DS) de la sección (12) de vástago sin rosca.
Description
Tornillo autoaterrajador y formador de
rosca.
La presente invención se refiere a un tornillo
autoaterrajador y formador de rosca con un vástago de tornillo con
una punta de tornillo en un extremo y un punto de aplicación de
fuerza en el otro extremo para la transmisión del par de torsión,
siendo que el vástago del tornillo consta de una sección roscada que
tiene la punta del tornillo y de una sección de vástago sin rosca
adyacente que tiene el punto de aplicación de fuerza, y siendo que
la sección roscada está compuesta de un núcleo del vástago y una
rosca formadora de rosca de uno o varios pasos.
Este tipo de tornillos que en virtud de su
sección de vástago sin rosca también se designan como tornillos de
rosca parcial se pueden atornillar directamente en materiales
relativamente blandos como madera y lo similar sin la necesidad de
taladrar previamente. En la práctica se ha comprobado que al entrar
en el agujero roscado formado por la sección roscada, la sección de
vástago sin rosca ocasiona una elevada fricción que provoca que el
par de torsión de atornillado sea desfavorablemente alto.
Se conoce en este tipo de tornillos de rosca
parcial proporcionar en la región de la sección de vástago sin
rosca que colinda con la sección roscada lo que se conoce como una
fresa de vástago que está constituida por costillas de fresado que
resaltan radiales, las cuales al atornillar deben ampliar el agujero
roscado de manera que la sección de vástago puede penetrar con una
fricción reducida y por lo tanto con un menor par de torsión de
atornillado, véase también por ejemplo el documento de la patente US
5,295,774 A. Sin embargo, en estos tornillos resulta problemática
la producción en un proceso de laminado. Al laminar puede ocurrir
una deformación por flexión del tornillo en la región de la fresa
de vástago. Esto significa que el tornillo no se puede fabricar
exactamente recto o sólo mediante un gasto adicional.
La presente invención tiene por objeto crear un
tornillo del tipo mencionado que por una parte se puede atornillar
con un reducido par de torsión de atornillado, pero que por otra
parte se puede fabricar con gran precisión de manera sencilla y
económica (en particular exactamente recto).
De conformidad con la invención esto se logra al
comprender una región de la sección roscada que se encuentra
alejada de la punta del tornillo una sección de núcleo con una
sección transversal de núcleo poligonal que con sus esquinas define
un círculo envolvente con un diámetro del círculo envolvente que es
mayor que el diámetro de vástago de la sección de vástago sin
rosca. Mediante esto se logra que al atornillar la sección de núcleo
poligonal amplíe con sus esquinas el agujero roscado para que a
continuación, al penetrar la sección de vástago sin rosca, se
reduzca la fricción y el par de torsión de atornillado. Al disponer
la sección de núcleo poligonal de conformidad con la invención en
la región de la sección roscada (y no en la región de la sección de
vástago sin rosca) se logra favorablemente que al fabricar el
tornillo con el proceso de laminado el tornillo sea guiado ("esté
sujeto") mediante la rosca entre los cojinetes de roscar de los
cilindros justamente también en la región de la sección de núcleo
poligonal, de manera que se excluyen las flexiones del eje del
tornillo. Por consiguiente la invención permite una producción
sencilla y rápida con alta precisión en el proceso de laminado.
Otras características de diseño ventajosas de la
invención están contenidas en las reivindicaciones dependientes y
en la descripción siguiente.
La invención se explicará con más detalle
mediante dos ejemplos de realización referidos que se muestran en
las figuras. Muestran:
Figura 1 una vista lateral de un tornillo de
conformidad con la invención en una primera realización
preferida,
Figura 2 una sección transversal ampliada por el
plano II-II de acuerdo a la figura 1,
Figura 3 una vista lateral de una segunda
realización del tornillo de conformidad con la invención, y
Figura 4 una sección transversal ampliada por el
plano IV-IV de acuerdo a la figura 3.
El tornillo 1 de conformidad con la invención
consta en ambas realizaciones de un vástago de tornillo 2 alargado
con una punta 4 de tornillo en un extremo y un punto 6 de aplicación
de fuerza en el otro extremo para transmitir el par de torsión. En
las realizaciones representadas el punto 6 de aplicación de fuerza
se configura como punto de aplicación de fuerza interior y por lo
tanto no se le puede identificar en las vistas en elevación
lateral. Además, el punto 6 de aplicación de fuerza está formado en
o dentro de una cabeza 8 de tornillo que preferentemente se
configura como cabeza avellanada. El punto 6 de aplicación de fuerza
se puede configurar como ranura en cruz, hexágono interior,
estrella interior o lo similar. También se puede tratar de un punto
de aplicación de fuerza exterior, por ejemplo, hexagonal
exterior.
El vástago 2 de tornillo consta de una sección
roscada 10 que tiene la punta 4 del tornillo y de una sección de
vástago 12 sin rosca adyacente que tiene el punto de aplicación de
fuerza o respectivamente la cabeza 8 del tornillo. La sección de
vástago 12 sin rosca comprende una superficie periférica cilíndrica
con un diámetro de vástago DS. La sección roscada 10 está compuesta
de un núcleo 14 del vástago y una rosca 16 formadora de rosca en
forma de una elevación radial que se extiende en forma de espiral
que, como se representa, preferentemente es de un paso. La rosca 16
define con su canto 18 de rosca externo formado entre dos flancos un
diámetro de rosca externo DG.
De conformidad con la invención la sección 10
roscada tiene en una región que se encuentra alejada de la punta 4
de tornillo una sección 20 de núcleo con una sección transversal de
núcleo poligonal. Como se desprende en particular de las secciones
transversales en las figuras 2 y 4, la sección 20 de núcleo
poligonal define con sus esquinas 22 un círculo envolvente 24 con
un diámetro DH del círculo envolvente que es mayor que el diámetro
DS del vástago de la sección 12 de vástago sin rosca, pero
preferentemente menor que el diámetro DG de la rosca.
Preferentemente el diámetro DH del círculo envolvente debiera ser
hasta 1,4 veces, en particular de 1,1 a 1,2 veces el diámetro DS
del vástago. Por ejemplo, en un tornillo de 8 mm el diámetro DG de
la rosca es de 8 mm y el diámetro DS del vástago es de
aproximadamente 5,6 mm. De conformidad con la invención el diámetro
DH del círculo envolvente se encuentra aproximadamente en el
intervalo de 6,2 mm a 6,4 mm.
En la primera realización ilustrada en las
figuras 1 y 2 la rosca 16 se extiende sobre todo el núcleo 14 del
vástago, incluida la sección 20 de vástago poligonal. Mediante esto
es posible que la sección 20 de núcleo poligonal se disponga
directamente adyacente a la sección 12 de vástago sin rosca
preferentemente en la región extrema orientada hacia el vástago de
la sección roscada 10 (en el remate de la rosca). No obstante
durante la fabricación del tornillo 1 en el proceso de laminado, se
obtiene una rectitud exacta en virtud de que también la región de
la sección 20 de núcleo poligonal es guiada con precisión mediante
la rosca 16 continua, prácticamente sujeta entre dos cojinetes de
rosca de los cilindros. Visto en proyección axial - el canto 18 de
rosca externo de la rosca 16 se extiende en forma circular con
radio constante también por encima de la región de la sección 20 de
núcleo poligonal (compárese figura 2). A discrepancia de la
realización mostrada en la figura 1, la sección 20 de núcleo
poligonal y provista con rosca 16 también se puede disponer en la
sección roscada 10, más alejada de la sección 12 de vástago sin
rosca, siendo que entonces entre las secciones 20 y 12 se
proporciona una parte de la rosca "normal" con núcleo 14 de
vástago
cilíndrico.
cilíndrico.
En la configuración alternativa de acuerdo a las
figuras 3 y 4 la sección 20 de núcleo poligonal se configura sin
rosca - interrumpiendo la rosca 16. Entre la sección 20 de núcleo
poligonal y la sección 12 de vástago sin rosca se proporciona una
región extrema de la sección roscada 10 con preferentemente al menos
un paso de rosca completo. De acuerdo a la figura 3 también se
puede tratar de al menos cuatro pasos de rosca completos. Por
consiguiente se encuentra axial a ambos lados de la sección 20 de
núcleo poligonal una parte de la sección roscada 10, de manera que
también con esta realización se obtiene una conducción exacta contra
distorsión/flexión al laminar la rosca.
En ambas modalidades la sección 20 de núcleo
poligonal tiene una longitud axial L que corresponde aproximadamente
a la longitud de una parte de la sección roscada 10 con uno a seis
pasos de rosca.
Como se desprende además de las figuras 2 y 4,
la sección transversal del núcleo poligonal de la sección 20 de
núcleo preferentemente se configura como cuadrado (cuadrangular o
respectivamente cuadrada). Pero en principio se puede tratar a
discreción de un triángulo a un hexágono, preferentemente
equilátero. Las superficies laterales pueden ser ligeramente
cóncavas o convexas a discrepancia de las representaciones. Las
esquinas 22 se debieran realizar con los cantos tan agudos como sea
posible, pero también pueden estar algo redondeadas.
En una configuración preferida de la invención
también la punta 4 del tornillo comprende un núcleo 26 con una
sección transversal de núcleo poligonal. Visto en proyección axial
el canto 18 de rosca externo de la rosca 16 se extiende en forma de
espiral con disminución continua del radio sobre el núcleo por
encima de la región de la punta 4 del tornillo que se estrecha y
hasta su extremo 28 puntiagudo. Además, preferentemente se
proporciona a continuación de la punta 4 de tornillo una sección 30
de transición que tiene un núcleo 32 cuya sección de núcleo
igualmente poligonal es constante a lo largo de su longitud axial.
Esta sección transversal de núcleo corresponde en particular al de
la sección transversal de núcleo existente en la región directamente
adyacente del núcleo 26 de la punta 4 del tornillo. El canto 18 de
rosca externo de la rosca 16 se extiende -nuevamente visto en
proyección axial- en forma circular con radio constante por encima
de la región 32 de núcleo de la sección 30 de transición de manera
análoga al resto de la sección roscada 10.
En el caso de las secciones transversales del
núcleo 26 de la punta 4 del tornillo y del núcleo 32 de la sección
30 de transición se trata preferentemente también de un cuadrado o
de un triángulo a hexágono a discreción, en particular equilátero.
El núcleo 32 poligonal de la sección 30 de transición define con sus
esquinas un círculo envolvente cuyo diámetro por una parte es mayor
que el diámetro del núcleo 14 del vástago pero por otra parte menor
que el diámetro DH del círculo envolvente de la sección 20 de núcleo
de conformidad con la invención.
Mediante el diseño preferido en la región de la
punta 4 del tornillo que se describe, esta actúa como punta de
taladro que permite un atornillado centrado y fácil.
La invención no se limita a los ejemplos de
realización representados y descritos, sino que también abarca
todas las realizaciones que tiene el mismo efecto en el sentido de
la invención. Además, la invención hasta ahora tampoco se limita a
la combinación de características que se define en la reivindicación
1, sino que también se puede definir mediante cualquier otra
combinación a discreción de determinadas características de todas
las características individuales descritas en su totalidad. Esto
significa que en principio es posible prácticamente omitir cada
característica individual de la reivindicación 1 y sustituirla
mediante al menos una característica individual revelada en otra
parte de la solicitud. En cuanto a esto la reivindicación 1
únicamente se deberá entender como un primer intento de formulación
para una invención.
Claims (10)
1. Tornillo autoaterrajador y formador de rosca
(1) que tiene un vástago (2) de tornillo con una punta (4) de
tornillo en un extremo y un punto (6) de aplicación de fuerza en el
otro extremo para la transmisión del par de torsión, siendo que el
vástago (2) de tornillo consta de una sección roscada (10) que tiene
la punta (4) del tornillo y de una sección (12) de vástago sin
rosca adyacente que tiene el punto (6) de aplicación de fuerza, y
siendo que la sección (10) roscada está compuesta de un núcleo (14)
de vástago y una rosca (16) formadora de rosca,
caracterizado porque la sección roscada (10) tiene una
sección de núcleo (20) con una sección transversal de núcleo
poligonal en una región remota de la punta (4) del tornillo, que con
sus esquinas (22) define un círculo envolvente (24) con un diámetro
del círculo envolvente (DH) que es mayor que el diámetro de vástago
(DS) de la sección (12) de vástago sin rosca.
2. Tornillo de conformidad con la reivindicación
1, caracterizado porque el diámetro del círculo envolvente
(DH) de la sección de núcleo (20) poligonal es de hasta 1,4 veces,
en particular de 1,1 a 1,2 veces en diámetro de vástago (DS) de la
sección (12) de vástago sin rosca.
3. Tornillo de conformidad con las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la rosca (16) se
extiende sobre la totalidad del núcleo (14) de vástago incluida la
sección de núcleo (20) poligonal, siendo que la sección (20) de
núcleo poligonal se proporciona preferentemente en la región extrema
de la sección roscada (10) adyacente a la sección (12) de núcleo sin
rosca.
4. Tornillo de conformidad con la reivindicación
3, caracterizado porque -visto en proyección axial- el canto
(18) de rosca externo de la rosca (16) se extiende en forma circular
con radio constante por encima de la región de la sección (20) de
núcleo poligonal.
5. Tornillo de conformidad con cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la sección (20)
de núcleo poligonal se configura sin rosca interrumpiendo la rosca
(16), siendo que entre la sección (20) de núcleo poligonal y la
sección (12) de vástago sin rosca se proporciona una región extrema
de la sección (10) roscada con preferentemente al menos un paso de
rosca completo.
6. Tornillo de conformidad con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la punta del
tornillo (4) comprende un núcleo (26) con una sección transversal
de núcleo poligonal, siendo que -visto en proyección axial- el
canto (18) de rosca externo de la rosca (16) se extiende sobre el
núcleo (26) en forma de espiral con disminución continua del radio,
por encima de la región de la punta (4) de tornillo que se
estrecha.
7. Tornillo de conformidad con la reivindicación
6, caracterizado porque a continuación de la punta (4) de
tornillo se proporciona una sección (30) de transición que tiene un
núcleo (32) con una sección transversal de núcleo poligonal
constante a lo largo de su longitud axial que en particular
corresponde a la sección transversal de núcleo existente en la
región directamente adyacente del núcleo (26) de la punta (4) de
tornillo, siendo que -visto en proyección axial- el canto (18) de
rosca externo de la rosca (16) se extiende en forma circular con
radio constante por encima de la región de núcleo (32) de la sección
(30) de transición.
8. Tornillo de conformidad con una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la sección (20)
de núcleo poligonal tiene una longitud axial (L) que corresponde
aproximadamente a la longitud de una parte de la sección (10)
roscada con uno a seis pasos de rosca.
9. Tornillo de conformidad con una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la sección
transversal de núcleo poligonal se configura como triángulo
preferentemente equilátero a hexágono, en particular como
cuadrado.
10. Tornillo de conformidad con una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la sección (12)
de vástago sin rosca se transforma en una cabeza (8) de tornillo
que comprende el punto de aplicación de fuerza, en particular una
cabeza avellanada.
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