ES2237358T3 - Tornillo de cabeza avellanada. - Google Patents
Tornillo de cabeza avellanada.Info
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- F16B35/06—Specially-shaped heads
- F16B35/065—Specially-shaped heads with self-countersink-cutting means
Abstract
Tornillo de cabeza avellanada con una cabeza (1), con una caña (2) y con una rosca (3) que se extiende al menos parcialmente sobre la caña (2), presentando la cabeza (1) una superficie de apoyo (4) que termina cónicamente al menos por secciones en dirección a la caña (2), estando dispuestas nervaduras fresadas (106) en una zona inferior (105), dirigida hacia la caña (2), de la superficie de apoyo (4), presentando la rosca (3) un canto roscado (7), que se extiende sobre la caña (2), al menos por secciones, con radio exterior constante (A), caracterizado porque las nervaduras fresadas (106) se extienden, contempladas en la vista inferior, en una zona anular, que está delimitada en el lado exterior por el radio exterior (A), que se extiende constante, del canto roscado (7) y en el lado interior por un radio exterior (RS) de la caña (2).
Description
Tornillo de cabeza avellanada.
La invención se refiere a un tornillo de cabeza
avellanada con una cabeza, con una caña y con una rosca que se
extiende al menos parcialmente sobre la caña, presentando la cabeza
una superficie de apoyo que termina cónicamente al menos por
secciones en dirección a la caña, estando dispuestas nervaduras
fresadas en una zona inferior, dirigida hacia la caña, de la
superficie de apoyo, presentando la rosca un canto roscado, que se
extiende sobre la caña, al menos por secciones, con radio exterior
constante.
Se conocen tornillos de cabeza avellanada. Pueden
presentar, por ejemplo, en la cabeza una cavidad de accionamiento,
como una ranura o una ranura en cruz, para la aplicación de un
destornillador. El extremo libre de la caña puede estar configurado
como punta. Especialmente se puede tratar de tornillos de cabeza
avellanada, que ejercer sobre el material, en el que son enroscados,
una acción de formación de la rosca o una acción de corte de la
rosca.
Para que esté disponible espacio suficiente en la
cabeza para una cavidad de accionamiento, ésta debe estar
configurada suficientemente voluminosa. Por ejemplo, para
conseguirlo se conoce prever, para la superficie de apoyo que
termina cónicamente en dirección a la caña, dos secciones de cabeza
diferentes, en las que la superficie de apoyo converge bajo ángulos
diferentes.
Puesto que en la cabeza no está prevista ninguna
rosca, se puede plantear el problema de que a través de tornillos
con una cabeza avellanada voluminosa, después de que han sido total
o casi totalmente enroscados, se produce una perturbación no
deseada del material, especialmente en la superficie, tal como una
fragmentación, una rotura o una deformación -según el tipo de
material-.
Especialmente se conoce a partir del documento
US-A-5 516 248 un tornillo de cabeza
avellanada del tipo descrito al principio. En este tornillo, las
nervaduras fresadas se encuentran totalmente fuera de un radio
exterior de la caña así como, citas en la sección transversal, a lo
sumo hasta una fracción de su longitud en la dirección radial por
debajo del canto roscado. Las nervaduras conocidas -que ocupan
mucho espacio- incrementan durante el apriete del tornillo el
contorno exterior en la zona de la superficie de apoyo de la cabeza
que termina cónicamente más allá de la medida de un taladro, como
se perfora al apretar el tornillo a través de la rosca. De esta
manera, después de que la rosca está penetrada casi completamente,
se puede producir una destrucción no deseada del material, como se
ha mencionado -especialmente en la superficie, tal como una
fragmentación y una rotura o una deformación, en la zona por encima
de un diámetro exterior del taladro perforado a través de la
rosca.
La invención tiene el cometido de mejorar un
tornillo de cabeza avellanada del tipo descrito al principio a
través de una configuración de la disposición de las nervaduras de
fresado de tal forma que se pueden evitar los fenómenos negativos
mencionados anteriormente, mejorando la acción de las nervaduras
fresadas en comparación con el tornillo de cabeza avellanada en lo
que se refiere a la evitación de una destrucción no deseada del
material.
El cometido de la invención se soluciona porque
las nervaduras fresadas se extienden, contempladas en la vista
inferior, en una zona anular, que está delimitada en el lado
exterior por el radio exterior, que se extiende constante, del
canto roscado y en el lado interior por un radio exterior de la
caña.
Las nervaduras fresadas provoca, durante la
penetración de un tornillo de cabeza avellanada según la invención,
una eliminación de material, con lo que también en el caso de un
tornillo de cabeza avellanada, cuya cabeza es mayor que la norma,
se puede impedir eficazmente de una manera correspondiente una
destrucción no deseada del material, representando la configuración
según la invención, con respecto a la actuación pretendida de las
nervaduras fresadas, un óptimo conseguido a través de la
disposición de las nervaduras fresadas.
Otras características de configuración ventajosas
de la invención están contenidas en las reivindicaciones
dependientes así como en la descripción siguiente.
A continuación se explica en detalle la invención
con la ayuda de dos ejemplos de realización preferidos,
representados en el dibujo. En este caso:
La figura 1 muestra en la vista delantera una
representación incrementada de un primer ejemplo de realización de
un tornillo de cabeza avellanada según la invención.
La figura 2 muestra una primera forma de
realización de un tornillo de cabeza avellanada según la invención
en una vista cortada a lo largo de la línea II-II
en la figura 1.
La figura 3 muestra en la vista delantera, una
representación ampliada de un segundo ejemplo de realización de un
tornillo de cabeza avellanada.
La figura 4 muestra la segunda forma de
realización de un tornillo de cabeza avellanada según la invención
en una vista cortada a lo largo de la línea IV-IV
en la figura 3.
En las diferentes figuras del dibujo, las partes
iguales están provistas con los mismos signos de referencia, de
manera que se describen, en general, en cada caso también una sola
vez.
Como muestra el dibujo, una primera forma de
realización (figuras 1 y 2) de un tornillo de cabeza avellanada
según la invención presenta una cabeza 1, una caña 2 y una rosca 3,
que se extiende al menos parcialmente sobre la caña 2. La cabeza 1
presenta de nuevo una superficie de apoyo 4 que termina cónicamente
al menos por secciones en dirección a la caña 2. En una zona
inferior 105, dirigida hacia la caña 2, de la superficie de apoyo 4
están dispuestas nervaduras fresadas 106.
En la forma de realización representada están
previstas seis nervaduras fresadas 106, pero pueden ser también más
o menos, por ejemplo tres, cuatro, ocho o más. A través del número
y la configuración de las nervaduras fresadas 106 se puede
incrementar o reducir la eliminación deseada de material durante la
penetración de un tornillo de cabeza avellanada según la invención
y, por lo tanto, se puede adaptar al material.
La superficie de apoyo 4, que termina cónicamente
en dirección a la caña 2, converge en una primera sección de la
cabeza 5a que se aleja de la caña 2, bajo un ángulo \alpha de
aproximadamente 90º y en una segunda sección de la cabeza 5b que
está dirigida hacia la caña 2, bajo un ángulo \beta de
aproximadamente 50º a 65º. De esta manera se consigue que a pesar
de la forma relativamente estrecha de la cabeza 1, está disponible
en la cabeza 1 espacio suficiente para una ranura en cruz no
representada en detalle, mostrada en la figura 1 con líneas de
trazos, para la aplicación de un destornillador. La zona 106 de la
superficie de apoyo 4, en la que están dispuestas las nervaduras
fresadas 106, es en este caso la segunda sección de la cabeza 5b
que está dirigida hacia la caña 2.
Además, las nervaduras fresadas 106 se extienden
hasta una zona 2a de la caña 2 que está cerca de la cabeza, donde
la caña 2 presenta un radio R_{S}, que es mayor que un radio del
núcleo R_{E} de la caña 2 en la zona 2b de la rosca 3. En la zona
2a próxima a la cabeza, las nervaduras fresadas 106 están unidas en
cada caso con la caña 2, con lo que se garantiza una alta
estabilidad mecánica de las nervaduras fresadas 106.
La zona 105 de la superficie de apoyo 4, en la
que están dispuestas las nervaduras fresadas, no es mayor, en lo que
se refiere a su longitud axial H_{F} que aproximadamente el 60%
de una longitud axial H_{A} de la superficie de apoyo 4 que
termina cónicamente. A ello hay que añadir una longitud axial
H_{P} en la zona 2a próxima a la cabeza, que puede ser
aproximadamente un tercio de la longitud axial H_{F} de la zona
105 que se encuentra en la superficie de apoyo 4. De esta manera,
las nervaduras fresadas 106 solamente actúan de una manera más
ventajosa cuando la cabeza 1 del tornillo de cabeza avellanada
según la invención comienza a penetrar en el material. De esta
manera se impide una destrucción del material en el sentido de una
fragmentación, una rotura o una deformación no deseada.
Las nervaduras fresadas 106 se pueden extender
-como se representa- con relación a su extensión longitudinal LF
sobre líneas envolventes de la superficie de apoyo 4, cuya
proyección cae sobre una sección, que se extiende a través de la
cabeza 1, del eje longitudinal X-X del tornillo
según la invención. De esta manera, la acción de fresado o de
rascado, que ejerce las nervaduras fresadas 106 sobre el material,
es especialmente grande.
La rosca 3 presenta un canto de rosca 7, que se
extiende en una zona principal en forma de una línea de tornillo a
distancia constante (radio exterior A de la rosca 3) de una sección
del eje longitudinal X-X del tornillo que se
extiende a través de la caña 2. El canto de la rosca 7 puede
presentar en este caso en una zona extrema 8 de la rosca 3, que
está dirigida hacia la cabeza 1, una altura decreciente H_{K}.
Las nervaduras fresadas 106 se pueden extender en una disposición
óptima con respecto a su actuación -consideradas en la vista
inferior o bien en la representación en sección representada en la
figura 2- en una zona anular, que está delimitada en el lado
exterior por el radio exterior A de la rosca 3 y en el lado
interior por el radio exterior R_{S} de la caña 2 en la zona 2a
próxima a la cabeza.
Además, en este caso es ventajoso que las
nervaduras fresadas 106 presenten sobre su extensión longitudinal
L_{P} una altura variable H_{RF}. En la representación
mostrada, la altura H_{RF} de las nervaduras fresadas 106 se
eleva en primer lugar por encima de extensión longitudinal L_{F}
de las nervaduras fresadas 106 en el lado exterior comenzando desde
un valor cero con relación a la superficie de apoyo 4 y se extiende
a continuación aproximadamente constante con relación a la
superficie de apoyo 4. De esta manera, se consigue una acción de
fresado uniforme sobre la extensión longitudinal L_{F} de las
nervaduras fresadas 106. El valor máximo de la altura H_{RF} de
las nervaduras fresadas 106 con relación a la superficie de apoyo 4
puede ser en este caso de una manera más favorable aproximadamente
0,3 mm, especialmente con un radio exterior R_{K} de la cabeza 1
de aproximadamente 4 a 5 mm.
Se consigue una configuración óptima de las
nervaduras fresadas 106 cuando éstas -como se ilustra en el dibujo,
presentan en cada caso en su vista en planta aproximadamente la
forma de un segmento circular, estando configurado plano o cóncavo
un canto 106a del segmento circular que apunta en la dirección de
penetración E.
Las figuras 3 y 4 muestran una segunda forma de
realización de un tornillo de cabeza avellanada según la invención.
Esta forma de realización no se diferencia con relación a las
nervaduras fresadas 106 de la primera forma de realización descrita
anteriormente. Sin embargo, en una zona superior 5 de la superficie
de apoyo 4, que está alejada de la caña 2, están dispuestas
adicionalmente nervaduras de freno 6. Estas nervaduras de freno 6
provocan durante la penetración de un tornillo de cabeza avellanada
según la invención, una presión superficial elevada entre el
tornillo y el material, en el que se introduce, por ejemplo en la
superficie metálica de un herraje. De esta manera, se eleva la
resistencia a la fricción y contrarresta el par de torsión del
destornillador, con lo que se puede evitar de una manera eficaz una
torsión del tornillo.
En la forma de realización representada están
previstas cuatro nervaduras de freno 6, pero también pueden ser más
o menos, por ejemplo dos, tres o seis.
La zona 5 de la superficie de apoyo 4, en la que
están dispuestas las nervaduras de freno, no es, por lo que se
refiere a su longitud axial H_{B}, mayor que aproximadamente el
60% de una longitud axial H_{A} de la superficie de apoyo 4 que
termina cónicamente. De esta manera, las nervaduras de freno
solamente actúan de una manera más ventajosa después de que el
tornillo de cabeza avellanada según la invención está introducido
casi completamente. De esta manera se impide una torsión de
tornillo, y se pueden proteger los pasos de rosca formados o
cortados en el material.
Las nervaduras fresadas 6 se pueden extender
-como se representa- con respecto a sus extensión longitudinal
L_{R} sobre líneas envolventes de la superficie de apoyo 4, cuya
proyección cae sobre una sección, que se extiende a través de la
cabeza 1, del eje longitudinal X-X del tornillo
según la invención. De esta manera, la acción de las nervaduras
fresadas 6, que elevan la presión superficial entre el tornillo y
el material es especialmente grande.
Las nervaduras de freno 6 se pueden extender en
una disposición óptima con respecto a su actuación -consideradas en
la vista inferior o bien en la representación en sección mostrada
en la figura 2- en una zona anular, que está delimitada en el lado
exterior aproximadamente a través de un radio exterior R_{K} de
la cabeza 1 y en el lado interior aproximadamente por el radio
exterior A de la rosca 3.
Además, en este caso es ventajoso que las
nervaduras de freno 6 presenten sobre su extensión longitudinal
L_{R} una altura variable H_{RB}. En la representación
mostrada, la altura H_{RB} de las nervaduras de freno 6 se
extiende por encima de extensión longitudinal L_{R} de las
nervaduras de freno 6 en forma de arco comenzando desde un valor
cero con relación a la superficie de apoyo 4 y termina de nuevo con
un valor cero con relación a la superficie de apoyo 4. El valor
máximo de la altura H_{RB} de las nervaduras de freno 6 con
relación a la superficie de apoyo 4 puede ser en este caso de una
manera más favorable aproximadamente entre 0,1 y 0,2 mm,
especialmente con un radio exterior R_{K} de la cabeza 1 de 4 a 5
mm aproximadamente.
Las nervaduras de freno 6 pueden presentar -como
se representa- en cada caso dos superficies laterales 6a, 6b de
forma convexa, especialmente de la forma de un segmento de disco.
Las superficies laterales 6a, 6b se encuentran en este caso
adyacentes a un canto 6c que está especialmente en el centro. De
esta manera, se consigue, por una parte, especialmente durante la
penetración, una alta resistencia a la fricción, pero se excluye en
la mayor medida posible una acción de arranque de virutas de las
nervaduras de frenado tanto durante la introducción como también
durante la extracción de un tornillo según la invención.
La invención no está limitada a los ejemplos de
realización descritos. Así, por ejemplo, en determinadas
circunstancias, puede ser conveniente que las nervaduras fresadas
106 no se extiendan -como se representa- con respecto a su
extensión longitudinal L_{F}sobre líneas envolventes de la
superficie de apoyo 4, cuya proyección cae sobre una sección, que
se extiende a través de la cabeza 1, del eje longitudinal
X-X del tornillo según la invención, sino que se
encuentran (de una manera similar a la rosca 3) sobre una
trayectoria en forma de línea helicoidal que se extiende al menos
parcialmente en la dirección circun-
ferencial.
ferencial.
| 1 | Cabeza |
| 2 | Caña |
| 2a | Zona de 2 próxima a la cabeza |
| 3 | Rosca |
| 4 | Superficie de apoyo de 1 |
| 5 | Zona superior de 4 |
| 5a | \begin{minipage}[t]{54mm} Primera zona de convergencia de 4 (ángulo \alpha)\end{minipage} |
| 5b | \begin{minipage}[t]{54mm} Segunda zona de convergencia de 4 (ángulo \beta)\end{minipage} |
| 6 | Nervadura de freno |
| 6a, 6b | Superficies laterales de 6 |
| 6c | Canto entre 6a y 6b |
| 7 | Canto de rosca de 3 |
| 8 | Zona extrema de 3 |
| 105 | Zona inferior de 4 |
| 106 | Nervadura fresada |
| 106a | Canto de 106 |
| A | \begin{minipage}[t]{54mm} Radio exterior de 3 (distancia de 7 a X-X)\end{minipage} |
| E | Sentido de giro |
| H_{A} | Longitud axial de 4 |
| H_{B} | Longitud axial de 5 |
| H_{F} | Longitud axial de 105 en la zona de 4 |
| H_{K} | Altura de 7 |
| H_{RB} | Altura de 6 |
| H_{RF} | Altura de 106 |
| H_{T} | Longitud axial de 106 en la zona de 2a |
| L_{F} | Extensión longitudinal de 106 |
| L_{R} | Extensión longitudinal de 6 |
| P | Proyección de 6 |
| R_{E} | Radio del núcleo de 2 |
| R_{K} | Radio exterior de 1 |
| R_{S} | Radio de 2 en 2a |
| X-X | \begin{minipage}[t]{54mm} Eje longitudinal del tornillo (a través de 1 y 2)\end{minipage} |
| \alpha | Ángulo de convergencia de 5a |
| \beta | Ángulo de convergencia de 5b |
Claims (20)
1. Tornillo de cabeza avellanada con una cabeza
(1), con una caña (2) y con una rosca (3) que se extiende al menos
parcialmente sobre la caña (2), presentando la cabeza (1) una
superficie de apoyo (4) que termina cónicamente al menos por
secciones en dirección a la caña (2), estando dispuestas nervaduras
fresadas (106) en una zona inferior (105), dirigida hacia la caña
(2), de la superficie de apoyo (4), presentando la rosca (3) un
canto roscado (7), que se extiende sobre la caña (2), al menos por
secciones, con radio exterior constante (A), caracterizado
porque las nervaduras fresadas (106) se extienden, contempladas en
la vista inferior, en una zona anular, que está delimitada en el
lado exterior por el radio exterior (A), que se extiende constante,
del canto roscado (7) y en el lado interior por un radio exterior
(R_{S}) de la caña (2).
2. Tornillo de cabeza avellanada según la
reivindicación 1, caracterizado porque la zona (105) de la
superficie de apoyo (4), en la que están dispuestas las nervaduras
fresadas (106), no es mayor, con respecto a su longitud axial
(H_{F}), que aproximadamente el 60% de una longitud axial
(H_{A}) de la superficie de apoyo (4) que termina
cónicamente.
3. Tornillo de cabeza avellanada según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las nervaduras
fresadas (106) se extienden, con respecto a su extensión
longitudinal (L_{F}), sobre líneas envolventes de la superficie
de apoyo (4), cuya proyección cae sobre una sección del eje
longitudinal del tornillo (X-X), que se extiende a
través de la cabeza (1).
4. Tornillo de cabeza avellanada según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las nervaduras
fresadas (106) presentan en su vista en planta, aproximadamente la
forma de un segmento circular, estando configurado plano o cóncavo
un canto (106a) del segmento circular que apunta en la dirección de
enroscamiento (E).
5. Tornillo de cabeza avellanada según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las nervaduras
fresadas (106) presentan sobre su extensión longitudinal (L_{F})
una altura variable (H_{RF}).
6. Tornillo de cabeza avellanada según la
reivindicación 5, caracterizado porque la altura (H_{RF})
de las nervaduras fresadas (106) se eleva en primer lugar sobre la
extensión longitudinal (L_{F}) de las nervaduras fresadas (106)
en el lado exterior comenzando desde un valor cero con relación a la
superficie de apoyo (4) y luego se extiende aproximadamente
constante con relación a la superficie de apoyo (4).
7. Tornillo de cabeza avellanada según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el valor máximo
de una / la altura (H_{RF}) de las nervaduras fresadas (106) con
relación a la superficie de apoyo (4), especialmente con un radio
exterior (H_{K}) de la cabeza (1) de aproximadamente 4 a 5 mm, es
aproximadamente 0,3 mm.
8. Tornillo de cabeza avellanada según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por cuatro a ocho,
especialmente seis nervaduras fresadas.
9. Tornillo de cabeza avellanada según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la superficie de
apoyo (4), que termina cónicamente en dirección a la caña (2),
converge en una primera sección de la cabeza (5a) alejada de la
caña bajo un ángulo (\alpha) de aproximadamente 90º, y en una
segundo sección de la cabeza (5b) dirigida hacia la caña, bajo un
ángulo (\beta) de aproximadamente 50º a 65º.
10. Tornillo de cabeza avellanada según la
reivindicación 9, caracterizado porque las nervaduras
fresadas (106) están dispuestas en la segunda sección de la cabeza
(5b) que está dirigida hacia la caña (2).
11. Tornillo de cabeza avellanada según una de
las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque en una zona
superior (5), alejada de la caña (2), de la superficie de apoyo (4)
están dispuestas nervaduras de freno (6).
12. Tornillo de cabeza avellanada según la
reivindicación 11, caracterizado porque la zona (5) de la
superficie de apoyo (4), en la que están dispuestas las nervaduras
de freno (6), no es mayor, con respecto a su longitud axial
(H_{B}), que aproximadamente el 60% de una longitud axial
(H_{A}) de la superficie de apoyo (4) que termina
cónicamente.
13. Tornillo de cabeza avellanada según la
reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque las nervaduras
de freno (6) se extienden, con respecto a su extensión longitudinal
(L_{R}) sobre líneas envolventes de la superficie de apoyo (4),
cuya proyección (P) cae sobre una sección del eje longitudinal del
tornillo (X-X) que se extiende a través de la cabeza
(1).
14. Tornillo de cabeza avellanada según una de
las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque las
nervaduras de freno (6) se extienden, consideradas en la vista
inferior, en una zona anular, que está delimitada en el lado
exterior aproximadamente por un radio exterior (R_{K}) de la
cabeza (1) y en el lado interior aproximadamente por el radio
exterior (A) de la rosca (3).
15. Tornillo de cabeza avellanada según una de
las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque las
nervaduras de freno (6) presentan, respectivamente, dos superficies
laterales (6a, 6b) de forma convexa, especialmente de la forma de
un segmento de disco, estando las superficies laterales (6a, 6b)
adyacentes a un canto (6c) que está especialmente centrado.
16. Tornillo de cabeza avellanada según una de
las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque las
nervaduras de freno (6) presentan sobre su extensión longitudinal
(L_{R}) una altura variable (H_{RB}).
17. Tornillo de cabeza avellanada según la
reivindicación 16, caracterizado porque la altura (H_{RB})
de las nervaduras de freno (6) se extiende en forma de arco sobre
la extensión longitudinal (L_{R}) de las nervaduras de freno (6)
partiendo desde un valor cero con relación a la superficie de apoyo
(4) y termina en un valor cero con relación a la superficie de
apoyo (4).
18. Tornillo de cabeza avellanada según una de
las reivindicaciones 11 a 17, caracterizado porque el valor
máximo de la altura (H_{RB}) de las nervaduras de freno (6) con
relación a la superficie de apoyo (4), especialmente con un radio
exterior (R_{K}) de la cabeza (1) de aproximadamente 4 a 5 mm,
está entre 0,1 y 0,2 mm aproximadamente.
19. Tornillo de cabeza avellanada según una de
las reivindicaciones 11 a 18, caracterizado por dos a seis,
especialmente cuatro nervaduras de freno (6).
20. Tornillo de cabeza avellanada según una de
las reivindicaciones 11 a 19, caracterizado porque las
nervaduras de freno (6) están dispuestas en la primera sección de
la cabeza (5a) que está alejada de la caña (2).
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