IT201900001693A1 - BOLT WITH DOUBLE RESISTANCE HUNCHED INSIDE - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DEL BREVETTO PER INVENZIONE DAL TITOLO: DESCRIPTION OF THE PATENT FOR INVENTION BY TITLE:

“BULLONE A DOPPIA RESISTENZA SCAVATO INTERNAMENTE” "BOLT WITH DOUBLE RESISTANCE HILLED INTERNALLY"

Campo della tecnica: nella bulloneria. Field of technology: in bolts.

I problemi tecnici incontrati sono i seguenti: The technical problems encountered are the following:

In un bullone tradizionale nel suo serraggio il carico si concentra per il 50% sul primo filetto in presa e per il 20% sul secondo filetto in presa; nel presente invece il carico si ripartisce in modo uguale su ogni filetto in presa. When tightening a traditional bolt, the load is concentrated 50% on the first thread in engagement and 20% on the second thread in engagement; in the present, on the other hand, the load is distributed equally on each thread in contact.

Soluzione al problema: si pratica un foro assiale con un suo allargamento in corrispondenza del primo filetto in presa, oppure nell'interno del tubo forato, si pratica un alleggerimento, tramite un inserto cavo di rotazione. Solution to the problem: an axial hole is made with its widening in correspondence with the first thread in contact, or inside the perforated tube, a lightening is made, by means of a hollow rotation insert.

Veniamo ora ad illustrare che cosa è noto: We now come to illustrate what is known:

È noto che in un normale bullone filettato “ma”, il carico è del 50% sul primo filetto i presa e del 20% sul secondo filetto in presa. It is known that in a normal “ma” threaded bolt, the load is 50% on the first thread in the socket and 20% on the second thread in the socket.

E' noto che la testa del bullone può essere eseguita o per deformazione plastica nelle macchine Waterbury o National, oppure per saldatura al gambo mediante frizione; nel quale ultimo caso la parte filettata del tubo può essere eseguita su di una lunghezza illimitata del tubo. It is known that the head of the bolt can be made either by plastic deformation in Waterbury or National machines, or by friction welding to the stem; in which last case the threaded part of the tube can be performed on an unlimited length of the tube.

È noto che, la sollecitazione è minore nel bullone semplicemente forato, poiché si ripartisce il carico su di una parte a maggiore allungamento. It is known that the stress is lower in the bolt simply drilled, since the load is distributed on a part with greater elongation.

Da studi precedenti del depositante Levi d'Ancona, il dado allungato presentava una minor concentrazione delle linee di forza all'attacco della testa rispetto al tradizionale. From previous studies by the depositor Levi d'Ancona, the elongated nut presented a lower concentration of the lines of force at the attack of the head than the traditional one.

LO SCOPO DEL TROVATO THE PURPOSE OF THE FOUND

è quello di fabbricare un bullone leggero e resistente. is to manufacture a light and strong bolt.

I BREVETTI ESAMINATI SONO I SEGUENTI: THE PATENTS EXAMINED ARE THE FOLLOWING:

DE202006008313: E' un bullone forato, liscio all'interno, che si allunga più facilmente, distribuendo pertanto maggiormente il carico sui vari filetti; l’anima pertanto non ha perso totalmente il difetto di non rilasciare lo sforzo concentrato sul primo filetto in presa; quindi in detto brevetto non si presenta il nostro procedimento atto a ripartire lo sforzo su tutti i filetti in presa. DE202006008313: It is a hollow bolt, smooth inside, which stretches more easily, thus distributing more the load on the various threads; the core therefore has not totally lost the defect of not releasing the concentrated effort on the first thread in the grip; therefore in said patent our method is not presented which is suitable for distributing the effort on all the threads in contact.

UN BREVETTO DEI DEPOSITANTI E': A PATENT OF THE DEPOSITORS IS:

U10-2015-0000-86477: Si avvitava l'inserto ripartitore degli sforzi all'interno di un bullone maggiorato, rullato dal tubo. U10-2015-0000-86477: The stress divider insert was screwed into an oversized bolt, rolled from the tube.

ALLO STATO ATTUALE DELLA TECNICA, molti tentativi erano stati effettuati allo scopo di ripartire meglio il carico fra i vari filetti in presa: il Maduska aveva fatto variare il diametro esterno della madrevite (dado ad imbuto); il Levi d’Ancona lo perfezionò ulteriormente imbutendolo da lamiera. Sempre nel suo libro “parti interne di macchine”, il Levi d’Ancona propose il bullone filettato da due pettini assottigliati ad angolo; il Bolt praticava una scanalatura a profondità variabile sul fondo della gola della madrevite; altri la filettatura a diametro variabile o di passo variabile (soluzioni non praticamente interessanti). Altro dato da non sottovalutare, è quello che sulla prima spira in presa la deformazione diviene permanente, quasi doppia del limite di elasticità! IN THE CURRENT STATE OF THE ART, many attempts had been made in order to better distribute the load between the various threads being gripped: the Maduska had made the external diameter of the nut screw (funnel nut) vary; Levi d'Ancona further perfected it by drawing it from sheet metal. Also in his book "internal parts of machines", Levi d’Ancona proposed the bolt threaded by two combs thinned at an angle; the Bolt made a variable depth groove in the bottom of the nut groove; others the threading with variable diameter or variable pitch (not practically interesting solutions). Another fact that should not be underestimated is that the deformation becomes permanent on the first coil in contact, almost double the elasticity limit!

GLI STUDI DEI DEPOSITANTI SONO I SEGUENTI: THE STUDIES OF THE DEPOSITORS ARE THE FOLLOWING:

Da esperimenti effettuati dal Levi d’Ancona, ancora studente, nei suoi esperimenti di fotoelasticità, risultò che il diagramma delle tensioni poteva essere meno gravoso nel dado tubolare, mentre in un suo libro del 2002 egli scoprì che scavando i filetti nella zona in presa, il bullone migliorava nella distribuzione del carico sui filetti. From experiments carried out by Levi d'Ancona, still a student, in his photoelasticity experiments, it turned out that the stress diagram could be less burdensome in the tubular nut, while in his 2002 book he discovered that by digging the threads in the gripping area, the bolt improved in the distribution of the load on the threads.

Ne consegue che occorre alleggerire il gambo del bullone con altri metodi: negli anni 60 lo scrivente Levi d’Ancona ottenne dei risultati inclinando il pettine filettatore debitamente scaricato; ma in seguito egli ottenne, come il brevetto citato dalla concorrenza, risultati assai più proficui praticando nello stelo un foro (1) assiale di area pari al 50% della superficie non filettata: per quanto riguarda la testa del bullone, si è pensato, come nel nostro brevetto citato, di rendere leggermente conica la parte di appoggio (4), con un bordo conico; essa cederà come una molla a tazza, fino al serraggio finale autobloccante. It follows that it is necessary to lighten the shank of the bolt with other methods: in the 1960s the writer Levi d’Ancona obtained results by tilting the duly unloaded threading comb; but later he obtained, like the patent cited by the competition, much more profitable results by making an axial hole (1) in the stem with an area equal to 50% of the unthreaded surface: as regards the head of the bolt, it was thought, as in our cited patent, to make the support part (4) slightly conical, with a conical edge; it will yield like a disc spring, until the final self-locking tightening.

Veniamo ora ad effettuare l'ESPOSIZIONE DELL'INVENZIONE We now come to carry out the EXPOSURE OF THE INVENTION

Il bullone maggiorato, presenta una sezione cava tubolare interna, con minor quantità di materiale in corrispondenza della giunzione fra i due pezzi da serrare: in particolare, per un normale filetto “ma”, la sezione trasversale del bullone è tale da non più sopportare il 50% del carico totale presente sul primo filetto in presa (il 20% sul secondo filetto in presa, il 10% sul terzo filetto in presa e così via, degradante fino alla minima sezione tubolare; per filettature più grandi o più piccole, ad ogni sezione trasversale cava non corrisponde più l'addensamento delle linee di forza del bullone tradizionale pieno); pertanto il bullone maggiorato nelle condizioni volute, presenta nello stelo un foro (2) assiale di superficie residua decurtata del 50% del totale in corrispondenza del primo filetto in presa, rispetto al pezzo serrato; del 20% del carico totale sul secondo filetto in presa e del 10% del carico totale sul terzo filetto in presa; per sollecitazioni diverse, si utilizza il solito ragionamento. The oversized bolt has an internal tubular hollow section, with less material at the junction between the two pieces to be tightened: in particular, for a normal "ma" thread, the cross section of the bolt is such as to no longer bear the 50% of the total load present on the first thread in connection (20% on the second thread in connection, 10% on the third thread in connection and so on, degrading down to the minimum tubular section; for larger or smaller threads, at each hollow cross section no longer corresponds to the densification of the lines of force of the traditional solid bolt); therefore the oversized bolt in the desired conditions has an axial hole (2) in the stem with a residual surface reduced by 50% of the total in correspondence with the first thread in engagement, with respect to the clamped piece; 20% of the total load on the second thread in connection and 10% of the total load on the third thread in connection; for different stresses, the usual reasoning is used.

La testa cava del bullone termina a tazza conica (4) onde rendere il bullone anti-bloccante. The hollow head of the bolt ends in a conical cup (4) to make the bolt anti-lock.

In una prima soluzione realizzativa (tav. 1) il bullone maggiorato è cavo in (2), con un allargamento (9) del foro in corrispondenza del primo filetto in presa col pezzo da serrare; in tal caso il bullone viene specialmente prodotto per quel dato spessore del pezzo da serrare; il foro viene eseguito in qualsiasi fase del procedimento di lavorazione, o mediante punzonature assiali progressive su di una matrice allargabile, oppure per torniture successive; In a first embodiment (table 1) the oversized bolt is hollow at (2), with a widening (9) of the hole in correspondence with the first thread in engagement with the piece to be tightened; in this case the bolt is specially produced for that given thickness of the piece to be tightened; the hole is made at any stage of the machining process, either by progressive axial punching on an expandable die, or by subsequent turning;

In una seconda soluzione realizzativa si utilizza lo stesso procedimento della prima soluzione realizzativa, in cui però la sezione allargata (9) viene prolungata per più filetti distanti dalla sezione in presa, talché non è più necessario progettare un bullone per ogni spessore del materiale serrato; in pratica, sono i primi filetti e gli ultimi filetti a sopportare un maggior carico che prima. In a second embodiment the same procedure as the first embodiment is used, in which however the enlarged section (9) is extended by several threads distant from the section in contact, so that it is no longer necessary to design a bolt for each thickness of the clamped material; in practice, it is the first fillets and the last fillets that bear a greater load than before.

In una terza soluzione realizzativa (tav. 2) nel foro (2) del bullone (1) maggiorato, l'inserto (3) viene inserito a mezzo del punzone (5), tarato in profondità dalla propaggine (6) ed infisso dal martello (7), oppure, se il foro (2) è filettato, l'inserto (3) vi viene avvitato, onde portarlo in posizione assiale. In a third construction solution (table 2) in the hole (2) of the oversized bolt (1), the insert (3) is inserted by means of the punch (5), calibrated in depth by the offshoot (6) and fixed by the hammer (7), or, if the hole (2) is threaded, the insert (3) is screwed into it, in order to bring it into an axial position.

I VANTAGGI TALI DA GIUSTIFICARE L'ATTIVITA' INVENTIVA E L'INNOVAZIONE, SONO I SEGUENTI: THE ADVANTAGES TO JUSTIFY THE INVENTIVE ACTIVITY AND INNOVATION ARE THE FOLLOWING:

a) L’insieme di tanti bulloni più piccoli e leggeri alleggerisce tutta la struttura assiemata; b) Una migliore ripartizione delle sollecitazioni interne permette di reggere ad un maggior carico di fatica. a) The combination of many smaller and lighter bolts lightens the entire assembled structure; b) A better distribution of the internal stresses allows to withstand a greater fatigue load.

c) Il praticare il foro centrale nel gambo non è dispendioso; c) Drilling the central hole in the shank is not expensive;

d) Una volta raggiunto il carico di serraggio, la conicità di testa cede fino al pareggio sul pezzo (con chiave dinamometrica fino al contatto); la tensione residua renderà il dado autobloccante; d) Once the clamping load has been reached, the head taper yields until it is even on the piece (with a torque wrench until contact); residual tension will make the nut self-locking;

e) Sotto testa del bullone non si presentano più addensamenti di linee di forza, che agli estremi limiti si presenterebbe al distacco; e) Under the head of the bolt there are no more densification of lines of force, which at the extreme limits would occur upon detachment;

f) La diminuzione della densità delle linee di forza nel pezzo da serrare ne rende integro il materiale anche sotto sollecitazione a fatica, e ciò è di basilare importanza per la tenuta dei serbatoi. f) The decrease in the density of the lines of force in the piece to be clamped makes the material intact even under fatigue stress, and this is of fundamental importance for the tightness of the tanks.

g) Nelle caldaie e nei motori a scoppio il calore viene evacuato dall'anima interna del bullone (vuota). g) In internal combustion boilers and engines the heat is evacuated from the inner core of the bolt (empty).

h) La diminuzione di sezione, o l'inserimento dell'inserto posto internamente allo stelo e precisamente in corrispondenza della parte in presa del bullone, rende il bullone più resistente, rendendo uguale lo sforzo su ogni filetto. h) The reduction in section, or the insertion of the insert placed inside the stem and precisely in correspondence with the engaged part of the bolt, makes the bolt more resistant, making the stress on each thread equal.

i) Si può utilizzare per il dispositivo, un normale bullone di serie maggiorato, forato o in produzione, o di macchina. i) For the device, a normal bolt from the series increased, drilled or in production, or from a machine can be used.

j) Si modificano, volendo, in azienda a parte, dei bulloni maggiorati prodotti di serie. j) The oversized bolts produced in series are modified, if desired, in the company separately.

L'INDUSTRIALIZZAZIONE DEL TROVATO E' LA SEGUENTE: THE INDUSTRIALIZATION OF THE FOUND IS THE FOLLOWING:

Si prefora il bullone con le dovute sezioni in corrispondenza dei vari filetti in presa, oppure si fora il bullone; si tornisce l'inserto che viene poi introdotto, martellandolo, alla dovuta profondità. The bolt is pre-drilled with the necessary sections in correspondence with the various threads in contact, or the bolt is drilled; the insert is turned and is then introduced, by hammering it, to the due depth.

Claims (1)

RIVENDICAZIONI 1- Bullone a doppia resistenza scavato internamente, caratterizzato da ciò che il bullone maggiorato, presenta una sezione cava tubolare interna, con minor quantità di materiale in corrispondenza della giunzione fra i due pezzi da serrare: il bullone maggiorato nelle condizioni volute, presenta nello stelo un foro (2) assiale di superficie residua decurtata Di una percentuale variabile fra il 40% ed il 70% del totale in corrispondenza del primo filetto in presa, rispetto al pezzo serrato; di una percentuale dal 10% al 30% del carico totale sul secondo filetto in presa e del 5% fino al 15% del carico totale sul terzo filetto in presa; per sollecitazioni diverse, si procede in base alla sollecitazione riscontrata sui vari filetti in presa. 2- Bullone come rivendicato in 1-, caratterizzato da ciò che la testa cava del bullone termina a tazza conica (4) onde rendere il bullone anti-bloccante. 3- Bullone come rivendicato in 1- 2-, comprendente il bullone (1) ed il foro (2) allargato in (9), caratterizzato da ciò che il bullone maggiorato è cavo in (2), con un allargamento (9) del foro in corrispondenza del primo filetto in presa col pezzo da serrare; 4- Bullone come rivendicato in 1- 2-, comprendente il bullone (1), il foro (2), il suo allargamento (9), caratterizzato da ciò che, si utilizza lo stesso procedimento di cui alla rivendicazione 3-, in cui però la sezione allargata (9) viene prolungata per più filetti distanti dalla sezione in presa. 5- Bullone come rivendicato in 1- 2-, comprendente il bullone (1), il foro (2), l'inserto (3), il suo allargamento (9) la sua propaggine (6), caratterizzato da ciò che nel foro (2) del bullone (1) maggiorato, l'inserto (3) viene inserito a mezzo del punzone (5), tarato in profondità dalla propaggine (6) ed infisso dal martello (7), oppure, se il foro (2) è filettato, l'inserto (3) vi viene avvitato, onde portarlo in posizione assiale. CLAIMS 1- Double strength bolt hollowed internally, characterized by the fact that the oversized bolt has an internal tubular hollow section, with less material at the junction between the two pieces to be tightened: the oversized bolt in the desired conditions, has in the stem an axial hole (2) with reduced residual surface of a variable percentage between 40% and 70% of the total in correspondence with the first thread in engagement, with respect to the clamped piece; of a percentage from 10% to 30% of the total load on the second thread in connection and of 5% up to 15% of the total load on the third thread in connection; for different stresses, one proceeds on the basis of the stress found on the various threads in contact. 2- Bolt as claimed in 1-, characterized in that the hollow head of the bolt ends in a conical cup (4) in order to make the bolt anti-lock. 3- Bolt as claimed in 1- 2-, comprising the bolt (1) and the hole (2) widened in (9), characterized in that the oversized bolt is hollow in (2), with an enlargement (9) of the hole in correspondence with the first thread in contact with the piece to be clamped; 4- Bolt as claimed in 1- 2-, comprising the bolt (1), the hole (2), its widening (9), characterized in that the same procedure as in claim 3- is used, in which however the enlarged section (9) is extended by several threads distant from the section in contact. 5- Bolt as claimed in 1- 2-, comprising the bolt (1), the hole (2), the insert (3), its widening (9) its offshoot (6), characterized by what in the hole (2) of the oversized bolt (1), the insert (3) is inserted by means of the punch (5), calibrated in depth from the offshoot (6) and driven in by the hammer (7), or, if the hole (2) is threaded, the insert (3) is screwed onto it, in order to bring it into an axial position.