ES2211387T3 - Tornillo de cabeza avellanada. - Google Patents
Tornillo de cabeza avellanada.Info
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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.
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.
\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 (21)
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).
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