ES2198290T3 - Tornillo de cabeza avellanada. - Google Patents
Tornillo de cabeza avellanada.Info
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Abstract
Tornillo de cabeza avellanada provisto de una cabeza (1), con un vástago (2) y con una rosca (3) que se extiende por lo menos parcialmente en el vástago (2), presentando la cabeza (1) una superficie de apoyo (4) que se estrecha en la dirección del vástago (2) y un contorno base (5), que tiene una primera sección de la cabeza (5a) alejada del vástago, converge en un primer ángulo, y en una segunda sección (5b) de la cabeza dirigida hacia el vástago (2), converge en un segundo ángulo menor (â), caracterizado porque en la zona de la superficie de apoyo (4) se han dispuesto nervios de fricción (6), que se extienden sobre las dos secciones de la cabeza (5a, 5b) y con sus bordes exteriores (K) siguen el contorno de base (5) convergente de la cabeza (1), de tal manera que forma un ángulo obtuso (ã) en la zona de la primera sección del borde (6a) que se encuentra en una primera sección de cabeza (5a), y una segunda, en la zona de la segunda sección del borde (6b), que se encuentra en la segunda sección de cabeza (5b) de los bordes exteriores (K) de los nervios de fricción (6), retrayéndose la superficie apoyo (4) con relación al contorno base (5) convergente de la cabeza (1) radialmente en dirección al vástago (2).
Description
Tornillo de cabeza avellanada.
La presente invención se refiere a un tornillo de
cabeza avellanada provisto de una cabeza, con un vástago y con una
rosca que se extiende por lo menos parcialmente en el vástago,
presentando la cabeza una superficie de apoyo que se estrecha en la
dirección del vástago y un contorno base, que tiene una primera
sección de la cabeza alejada del vástago, converge en un primer
ángulo, y en una segunda sección de la cabeza dirigida hacia el
vástago, converge en un segundo ángulo menor.
Tales tornillos de cabeza avellanada son
conocidos. Estos puede presentar, por ejemplo, en la cabeza una
cavidad de accionamiento tal como una ranura o una ranura en cruz
para el ataque con un destornillador. El extremo libre del vástago
se puede configurar como punta. Especialmente se puede tratar de
tornillos de cabeza avellanada, que ejercen sobre el material en el
que se atornillan el efecto formador o cortador de rosca. Para que
una cavidad de accionamiento disponga en la cabeza de suficiente
espacio, ésta debe configurarse de manera convenientemente
voluminosa. Para alcanzar esto se han previsto para la superficie
de apoyo que discurre en dirección cónica sobre el vástago dos
secciones de cabeza distintas, en las cuales converge la superficie
de apoyo bajo diferentes ángulos. El primer ángulo es para ello como
es conocido, de aproximadamente 90º y el segundo ángulo
aproximadamente de 40º a 60º.
Puesto que en la cabeza no se ha previsto ninguna
rosca, puede presentarse el problema de que mediante tornillos con
una cabeza avellanada voluminosa, después de que ésta se haya
atornillado por completo o casi por completo, se presenta una
destrucción de material no deseada, especialmente en la superficie,
como - según sea la constitución del material - un astillado,
grietas o una deformación no deseada.
La invención tiene por objeto mejorar un tornillo
de cabeza avellanada del tipo descrito al principio, de tal manera
que los aspectos negativos citados se puedan evitar.
El objeto de la presente invención se consigue
mediante un tornillo de cabeza avellanada del tipo citado al
principio, en el que en la zona de la superficie de apoyo se han
dispuesto nervios de fricción, que se extienden sobre las dos
secciones de la cabeza y con sus bordes exteriores siguen el
contorno de base convergente de la cabeza, de tal manera que forman
un ángulo obtuso en la zona de la primera sección del borde que se
encuentra en una primera sección de cabeza y una segunda, en la
zona de la segunda sección del borde, que se encuentra en la
segunda sección de cabeza de los bordes exteriores de los nervios
de fricción, retrayéndose la superficie apoyo con relación al
contorno base convergente de la cabeza radialmente en dirección al
vástago.
Mediante el tornillo de cabeza avellanada según
la invención se consigue durante el roscado en un material blando,
como madera, una destrucción más reducida con relación a un
tornillo tradicional, especialmente un efecto de astillado más
reducido. Gracias a que la superficie de apoyo de la cabeza con
relación al contorno base convergente de la cabeza se retrae
radialmente en dirección al vástago, tiene lugar durante en el
roscado, además, una penetración de material minimizada, ya que el
volumen de la cabeza es menor que con el tornillo conocido. A pesar
de la presencia de una ranura y de la configuración menos
voluminosa de la cabeza, mediante el efecto estabilizante de los
nervios de fricción se puede garantizar una solidez suficiente del
tornillo avellanado según la invención en su zona de cabeza.
Otras características de configuración ventajosa
de la invención están contenidas en las subrevindicaciones, así
como en la siguiente descripción.
Mediante un ejemplo de realización preferente,
representado en el dibujo, se explicará a continuación la
invención, con mayor detalle. Para ello muestran:
La figura 1, en una vista delantera, una
representación ampliada de un tornillo de cabeza avellanada según
la invención,
La figura 2, el tornillo de cabeza avellanada
según la invención en una vista cortada por la línea
II-II de la figura 1,
La figura 3, una sección parcial de una forma de
realización especial de un nervio de fricción del tornillo de
cabeza avellanada según la invención en una vista cortada por la
línea III-III de la figura 2.
En las diferentes figuras del dibujo se han
previsto las mismas partes con los mismos signos de referencia, de
tal manera que, en general, se describe cada una sólo una vez.
Como muestra el dibujo, un tornillo de cabeza
avellanada según la invención presenta una cabeza 1, un vástago 2 y
una rosca 3 que se extiende por lo menos parcialmente en el vástago
2. La cabeza 1 presenta a su vez una superficie apoyo 4 que se
estrecha en la dirección del vástago 2. Además, presenta la cabeza 1
un contorno base 5, que tiene una primera sección de la cabeza 5a
alejada del vástago 2 convergente con un primer ángulo \alpha y
en una segunda sección de cabeza 5b dirigida al vástago 2
convergente con un segundo ángulo \beta más pequeño. El primer
ángulo á puede ser preferentemente para ello de 90º y el segundo
ángulo \beta preferentemente de forma aproximada de 40º a 60º. De
esta manera se consigue que, a pesar de la forma relativamente
estrecha de la cabeza 1, exista suficiente espacio en la cabeza 1
para una ranura en cruz dibujada a trazos, no designada con mayor
detalle, para el ataque de un destornillador.
En la zona de la superficie apoyo 4 se han
dispuesto nervios de fricción 6, que se extienden sobre las dos
secciones de cabeza 5a y 5b. Los nervios de fricción 6 siguen con
sus bordes exteriores K, esencialmente el contorno base convergente
5 de la cabeza 1. Con ello forman una primera sección del borde 6a
que se encuentra en la primera sección de la cabeza 5a, y una
segunda sección del borde 6b del borde exterior K que se encuentra
en la zona de la segunda sección de la cabeza 5b un ángulo obtuso
\gamma, favorecer una penetración axial fácil del tornillo en el
material. La superficie de apoyo 4 se retrae con relación al
contorno base 5 convergente de la cabeza 1 radialmente en dirección
del vástago 2, con lo cual la penetración de material durante el
atornillado se minimiza. La existencia de los nervios de fricción 6
garantiza con ello un elevado momento de inercia de la superficie
de la sección transversal de la cabeza 1 y con ello la resistencia
de torsión necesaria del tornillo.
En la realización representada, se han previsto
cuatro nervios de fricción 6, que podrían ser también más o menos
como, por ejemplo, tres, seis, ocho o más. Mediante el número y la
configuración del nervio de fricción 6 se puede ajustar el efecto
que se presenta durante el roscado del tornillo de cabeza avellanada
según la invención de forma gradual y de este modo adaptarse al
material.
La primera sección de cabeza 5a, en él que se ha
dispuesto la primera sección del borde 6a de los nervios de
fricción 6, debería ser, en cuanto a su longitud axial H_{B}, no
mayor que aproximadamente el 60 por ciento de una longitud axial
H_{A} de la superficie de apoyo 4. Asimismo, también la segunda
sección de cabeza 5b, en la que se ha dispuesto la segunda sección
del borde 6b de los nervios de fricción 6, en cuanto a su longitud
axial H_{C} no debería ser mayor que aproximadamente el 60 por
ciento de una longitud axial H_{A} de la superficie de apoyo 4.
Mediante una adaptación de esta clase de las longitudes axiales
H_{B}, H_{C} de las diferentes secciones de bordes 6a, 6b de la
superficie de apoyo 4 una encima de la otra y en toda la longitud
axial H_{A} de la superficie de apoyo 4, se puede ajustar
ventajosamente, un comportamiento de roscado diferenciado según
hasta qué punto ya este roscado un tornillo de cabeza avellanada
según la invención.
Los nervios de fricción 6 pueden transcurrir -
como se ha representado - con relación a la extensión longitudinal
L_{R} sobre la línea exterior de la superficie de apoyo 4, cuya
proyección P coincide en una sección del eje longitudinal del
tornillo que discurre a través de la cabeza 1 del tornillo según la
invención. De esta manera, el efecto de fricción que realizan los
nervios 6 sobre el material es especialmente grande.
La rosca 3 presenta un borde de rosca 7, que en
una zona principal discurre en forma de una línea del tornillo en
una separación constante (radio exterior A de la rosca 3) respecto
a una sección que discurre a través del vástago 2 del eje
longitudinal del tornillo X-X. El borde de la rosca
7 puede presentar para ello, en una zona final 8 de la rosca 3,
dirigida a la cabeza 1, una altura decreciente H_{K}.
La primera sección del borde 6a de los nervios de
fricción 6 se puede extender en una disposición óptima con relación
a la efectividad de los nervios de fricción 6 - en la vista
inferior o en la representación de sección representada en la
figura 2 - en una zona anular, que externamente está alimentada por
el radio exterior R_{K} de cabeza 1 e interiormente de forma
aproximada por el radio exterior A.
La segunda sección del borde 6a de los nervios de
fricción 6 se puede extender en una disposición óptima con relación
a la efectividad de los nervios de fricción 6 - en la vista
inferior o en la representación de sección representada en la
figura 2 - en una zona anular, que externamente está alimentada por
el radio exterior A de la rosca 3 e interiormente de forma
aproximada por radio exterior R_{S} del vástago 2 en la transición
a la segunda zona de la cabeza 5b.
El punto del vértice del ángulo obtuso \gamma
entre las dos secciones del borde 6a, 6b de los nervios de fricción
6 se encuentra para ello aproximadamente en el radio exterior A de
la rosca 3.
Para ello es ventajoso, además, si la superficie
de apoyo 4 se retrae con relación al contorno base 5 de la cabeza 1
a lo largo de la extensión longitudinal L_{R} de los nervios de
fricción 6 con una altura H_{R} variable, limitada especialmente
por un arco de círculo con el radio R. De esta manera aumenta, por
ejemplo, como se ha representado la altura H_{R} de los bordes
exteriores K de los nervios de fricción 6 sobre la extensión
longitudinal L_{R} de los nervios de fricción 6 - partiendo de un
valor cero con relación a la superficie de apoyo 4 - por lo menos
por zonas en una primera sección de la cabeza 5a y coincide por lo
menos por zonas en una segunda sección de la cabeza 5b, para
terminar nuevamente con un valor cero con relación a la superficie
de apoyo 4. Un valor máximo de la altura H_{R} de los nervios de
fricción 6 con relación a la superficie de apoyo 4 puede ser
especialmente con un radio exterior R_{K} de la cabeza 1 de
aproximadamente 4 a 5 mm, preferentemente de aproximadamente de 0,3
a 0,7 mm.
Un diseño óptimo de los nervios de fricción 6
existe si estos - como se ve en el dibujo - presentan especialmente
dos superficies laterales 6c, 6d configuradas simétricamente una
con relación a la otra convergente en cada una de las secciones de
cabeza 5a, 5b (figura 2). Mediante la configuración simétrica de
los nervios de fricción 6 se presenta para ello, tanto en el
roscado en la dirección de atornillado E, como también en el
atornillado del tornillo de cabeza avellanada, según la invención,
en contra de la dirección de atornillado E, aproximadamente el
mismo efecto.
El efecto estabilizador de la resistencia de los
nervios de fricción 6 se influye entonces especialmente de forma
positiva si - como se ha representado asimismo - los bordes
exteriores K de los nervios de fricción 6 por superficies de los
bordes (anchura B), en los cuales limitan las superficies laterales
6c, 6d. La anchura B de las superficies laterales puede ser para
ello, especialmente en el radio exterior R_{K} de la cabeza 1 ya
citado, a título de ejemplo, de aproximadamente 4 a 5 mm,
ventajosamente de 0,3 mm a 0,7 mm.
La presente invención no se limita al ejemplo de
realización anteriormente descrito, sino que comprende también
todas las realizaciones equivalentes en el sentido de la invención.
Por ejemplo, puede diferir el número, forma y disposición de los
nervios de fricción 6 de la realización descrita. Así, puede ser
conveniente bajo estas circunstancias que los nervios de fricción 6
no discurran - como se ha representado - en relación a su extensión
longitudinal L_{R} en la línea exterior de la superficie de apoyo
4, cuya proyección P coincide en una sección que discurre por la
cabeza 1 del eje longitudinal X-X del tornillo
según la invención, sino (similar como en la rosca 3) en una
trayectoria que discurre al menos parcialmente en dirección
periférica en forma de hélice.
También puede ser ventajoso si - como se
representa adicionalmente en la figura 3 - por lo menos algunos
nervios de fricción 6, especialmente en su primera sección del
borde 6a, sobresalen con relación al contorno base 5 (convergente
como se ha descrito) - indicado en la figura 3 como línea de trazos
- de la cabeza 1, por un redondeo, formado por una sobremedida M
del vástago 2. De este modo se presenta en la última zona de
atornillado del tornillo de cabeza avellanada según la invención un
efecto de frenado, lo que sobre todo en tornillo cortos, como, por
ejemplo, los tornillos de herrajes, al emplear atornilladores
mecánicos, puede ser de importancia, porque con ello se evita que
los tornillos después penetren completamente o casi completamente,
o se pasen de rosca, es decir, que siguen en el mismo punto, sin
penetrar más profundamente en el material, y destruyan los hilos de
rosca conformados o cortados en dicho material. La sobremedida M de
la sección del borde 6a se puede elegir para ello ventajosamente
sólo, por ejemplo, tan pequeña que después del atornillado, por la
presión de la superficie con el material, en el que se atornilla el
tornillo, casi se presione hasta quedar plano.
También la forma, como la superficie de apoyo 4
se retrae con relación al contorno base 5 de la cabeza 1 a través
de la extensión longitudinal L_{R} de los nervios de fricción 6,
puede ser distinta a como se ha representado. En el lugar del arco
de círculo (figura 1) se pueden presentar también un arco elíptico,
una parábola o un contorno biconico (de forma similar ha las
secciones de los bordes 6a, 6b, pero con una ángulo de convergencia
distinto).
Además, la invención está limitada a la
combinación de características definida en la reivindicación 1,
sino que se puede definir también por cualquier otra combinación de
todas las características individuales dadas a conocer. Esto
significa que, en principio, se puede omitir prácticamente
cualquier característica individual de la reivindicación 1 o se
puede sustituir por otra característica dada a conocer en otro
lugar de la solicitud. De este modo, la reivindicación 1 se debe
entender sólo un primer ensayo de formulación para una
invención.
| 1 | Cabeza |
| 2 | Vástago |
| 3 | Rosca |
| 4 | Superficie apoyo de 1 |
| 5 | Contorno de base de 1 |
| 5a | Primera sección de cabeza 1 (ángulo \alpha) |
| 5b | Segunda sección de cabeza 1 (ángulo \beta) |
| 6 | Nervio de fricción |
| 6a | Primera sección del borde de K |
| 6b | Segunda sección del borde de K |
| 6c, 6d | Superficies laterales de 6 |
| 7 | Borde roscado de 3 |
| 8 | Zona final de 3 |
| A | Radio exterior de 3 (separación de 7 a X-X) |
| B1 | Anchura de K |
| E | Dirección de roscado |
| HA | Longitud axial de 4 |
| HB | Longitud axial de 5a |
| H_{C} | Longitud axial de 5B |
| H_{K} | Altura de 7 |
| H_{R} | Altura de 6 |
| K | Borde exterior de 6 |
| L_{R} | Extensión longitudinal de 6 |
| M | Sobremedida de 6a |
| P | Proyección de 6a |
| R | Radio |
| RK | Radio exterior de 1 |
| RS | Radio de 2 en 5b |
| X-X | Eje longitudinal del tornillo (a través de 1 y 2) |
| \alpha | Ángulo de convergencia de 5a |
| \beta | Ángulo de convergencia de 5b |
| \gamma | Ángulo entre 6a y 6b |
Claims (15)
1. Tornillo de cabeza avellanada provisto de una
cabeza (1), con un vástago (2) y con una rosca (3) que se extiende
por lo menos parcialmente en el vástago (2), presentando la cabeza
(1) una superficie de apoyo (4) que se estrecha en la dirección del
vástago (2) y un contorno base (5), que tiene una primera sección
de la cabeza (5a) alejada del vástago, converge en un primer
ángulo, y en una segunda sección (5b) de la cabeza dirigida hacia
el vástago (2), converge en un segundo ángulo menor (\beta),
caracterizado porque en la zona de la superficie de apoyo
(4) se han dispuesto nervios de fricción (6), que se extienden
sobre las dos secciones de la cabeza (5a, 5b) y con sus bordes
exteriores (K) siguen el contorno de base (5) convergente de la
cabeza (1), de tal manera que forma un ángulo obtuso (\gamma) en
la zona de la primera sección del borde (6a) que se encuentra en
una primera sección de cabeza (5a), y una segunda, en la zona de la
segunda sección del borde (6b), que se encuentra en la segunda
sección de cabeza (5b) de los bordes exteriores (K) de los nervios
de fricción (6), retrayéndose la superficie apoyo (4) con relación
al contorno base (5) convergente de la cabeza (1) radialmente en
dirección al vástago (2).
2. Tornillo de cabeza avellanada, según la
reivindicación 1, caracterizado porque el primer ángulo
(\alpha) es aproximadamente 90º y el segundo ángulo (\beta) es
de 40º a 60º.
3. Tornillo de cabeza avellanada, según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la primera
sección de cabeza (5a) está dispuesta en la primera sección del
borde (6a) de los nervios de fricción (6), respecto a su longitud
axial (H_{B}) no es mayor que aproximadamente el 60% de su
longitud axial (H_{A}) de la superficie apoyo de (4).
4. Tornillo de cabeza avellanada, según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la segunda
sección de cabeza (5b), está dispuesta en la segunda sección del
borde (6b) de los nervios de fricción (6), en relación a su
longitud axial (H_{C}) no es mayor que aproximadamente el 60% de
una longitud axial (H_{A}) de la superficie apoyo (4).
5. Tornillo de cabeza avellanada, según una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los nervios
de fricción (6) que discurren en cuanto su extensión de longitud
(L_{R}) sobre la línea exterior de la superficie apoyo (4), cuya
proyección (P) coincide en una sección que discurren a través de la
cabeza (1) del eje longitudinal del tornillo
(X-X).
6. Tornillo de cabeza avellanada, según una de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la rosca
(3) presenta un borde de rosca (7), que discurre por encima del
vástago (2), por lo menos parcialmente, con un radio exterior
constante (A), estando dispuesta la primera sección del borde (6a)
de los nervios de fricción (6) en una forma anular, que
exteriormente está limitada - vista en la vista inferior -
aproximadamente por un radio exterior (R_{K}) de la cabeza (1) y
en el exterior aproximadamente por el radio exterior (A).
7. Tornillo de cabeza avellanada, según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la rosca
(3) presenta un borde de rosca (7), que discurre por lo menos
parcialmente a través del vástago (2), con radio exterior constante
(A), estando dispuesta la segunda sección del borde (6b) de los
nervios de fricción (6) en una zona anular, que - en la dirección
de la vista inferior - está limitada aproximadamente por el radio
exterior (A) de la rosca (3) y por el lado inferior aproximadamente
por un radio exterior (R_{S}) del vástago (2).
8. Tornillo de cabeza avellanada, según una de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque cada uno de
los nervios de fricción (6) presentan dos superficies laterales
(6c, 6d) están formadas especialmente simétricas, de los cuales en
cada sección de la cabeza (5a, 5b) presentan forma convexa.
9. Tornillo de cabeza avellanada, según una de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los bordes
exteriores (K) de los nervios de fricción (6) están formadas por
superficies de bordes (anchura B) en los que limitan las
superficies laterales (6c, 6d).
10. Tornillo de cabeza avellanada, según la
reivindicación 9, caracterizado porque la anchura (B) de la
superficies de los bordes (anchura B) es aproximadamente de 0,3 a
0,7 mm.
11. Tornillo de cabeza avellanada, según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la
superficie de apoyo (4) con relación al contorno base (5) de la
cabeza (1) se retrae a través de la extensión longitudinal
(L_{R}) de los nervios de fricción (6) con un arco de círculo
variable (radio R), especialmente limitado en altura (H_{R}).
12. Tornillo de cabeza avellanada, según una de
las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque una altura
(H_{R}) de los bordes exteriores (K) de los nervios de fricción
(6) aumenta desde la extensión longitudinal (L_{R}) de los
nervios de fricción (6) desde un valor cero con relación a la
superficie de apoyo (4) partiendo al menos por zonas en una primera
sección de la cabeza (5a) y por lo menos por zonas finaliza en una
segunda sección de la cabeza (5b) y finaliza con un valor cero con
relación a la superficie de apoyo (4).
13. Tornillo de cabeza avellanada, según una de
las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque un valor
máximo de una altura o de la (H_{R}) de los nervios de fricción
(6) con relación a la superficie apoyo (4), especialmente con radio
exterior (R_{K}) de la cabeza (1) de aproximadamente 4 a 5 mm, es
aproximadamente de 0,3 a 0,7 mm.
14. Tornillo de cabeza avellanada, según una de
las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por dos a ocho,
especialmente cuatro nervios de fricción (6).
15. Tornillo de cabeza avellanada, según una de
las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque por lo
menos algunos nervios de fricción (6) se retraen en su primera
sección del borde (6a) con relación al contorno base (5) de la
cabeza (1) por una sobremedida (M) - vista desde el vástago (2)
hacia el exterior.
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