ES2270999T3 - Piezas de insercion para destornilladores. - Google Patents

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Abstract

Pieza de inserción para destornilladores, comprendiendo una porción de accionamiento (14, 37, 45, 69) y una porción anterior (1, 1a, 58, 74, 77), fabricada por conformación o por inyección de un polvo de metal duro (28) y subsiguiente sinterización, con una longitud (L1) que presenta un tramo penetrante perfilado (2, 2a, 60, 75, 78) con una longitud de perfil (LP) y en su parte posterior un tramo de base (9, 9a, 41, 47, 66) con una longitud (LB), fijado a la porción de accionamiento (14, 37, 45, 69), caracterizada porque los fondos de ranura del tramo penetrante (2, 2a, 60, 75, 78) están vinculados con el tramo de base (9, 41, 47, 60) por medio de un tramo de salida (8, 8a, 42, 65, 76, 79), destinado a evitar desfavorables distribuciones de presión durante la conformación y curvado radialmente hacia fuera, - resultando una longitud (LA) del tramo de salida, medida en el sentido del eje longitudinal, de la diferencia entre la longitud de perfil (LP) y la longitud (L0) de los fondos de ranura(6), medida en el sentido del eje longitudinal (11) hasta el tramo de salida, - midiéndose un diámetro o medida entre esquinas (d0) del tramo penetrante en un plano, perpendicular al eje longitudinal (11), situado al final de la longitud (L0) y que comprende un punto (7, 7a ó 7b) en el que se produce la transición de los fondos de ranura (6) al tramo de salida, - estando comprendida la relación de medidas entre (L1) y (L0) entre 1, 00 y 2, 5, - estando comprendida la relación de medidas entre (L1) y (d0) entre 0, 9 y 2, 2, y - siendo la longitud (LB) del tramo de base como máximo de 2, 5 mm.

Description

Piezas de inserción para destornilladores.
La presente invención se refiere a piezas de inserción para destornilladores del tipo indicado en el preámbulo de la reivindicación 1, particularmente para su empleo en apretadores motorizados.
Piezas de inserción para destornilladores de este tipo se fabrican actualmente de aceros para herramientas aleados, que contienen habitualmente un porcentaje de carbono y aditivos de aleación tales como silicio, manganeso, cromo, molibdeno y vanadio en partes inferiores a 1%. Después de la bonificación estos aceros alcanzan una dureza útil de aprox. 60 a 64 HRC. Durante su empleo en apretadores motorizados las piezas de inserción para destornilladores fabricadas de acero para herramientas son sometidas en la punta funcional a un desgaste relativamente elevado, ya que la solicitación es mayor que en un destornillador manual. Caso de empleo de los apretadores en el ámbito industrial, particularmente también en el montaje de tornillos en una fabricación automatizada, se pretende alcanzar tiempos de duración más elevados de las piezas de inserción para destornilladores. Por consiguiente, tales piezas de inserción comprenden, por ejemplo, porciones intermedias cilíndricas, situadas entre las puntas del destornillador y las porciones de accionamiento existentes en forma hexagonal, que sirven para la amortiguación de puntas de carga y presentan a tal fin una relación entre diámetro y longitud de 0,2 a 0,5 (EP 0 336 136 B1).
Se han realizado además ya pruebas de fabricar piezas de inserción para destornilladores con puntas en cruz a partir de mezclas de polvo metálico - o sea de metal duro (DE 92 11 907 U1, DE 42 41 005 A1 y DE 43 00 446 A1). De acuerdo con ello, las piezas brutas de las piezas de inserción para destornilladores son fabricadas por un proceso de inyección, mezclándose el polvo de metal duro con un agente de fluencia. El agente de fluencia es extraído en el subsiguiente tratamiento de las piezas brutas inyectadas, y a continuación éstas son sinterizadas a elevada temperatura a la forma y densidad finales. Aunque tales piezas de inserción para destornilladores de metal duro alcanzan una dureza todavía mayor que aquellas de acero rápido, en tales hasta ahora conocidas piezas de inserción para destornilladores la fragilidad es demasiado elevada, por lo que se parten ya a valores de par de giro inferiores a los habituales en la práctica.
En la revista VDI N° 7-9 (1999), páginas 42 a 45, se describe el diseño de moldes para la fabricación de piezas de inserción para destornilladores de metal duro. En este caso las piezas brutas son prensadas directamente a partir de polvo metálico. Se informa que con el diseño de los moldes y del proceso de llenado conseguido con ayuda del método de elementos finitos han podido fabricarse piezas brutas de medidas correctas y exentas de fisuras para las piezas de inserción para destornilladores. No es sabido qué valores de carga se alcanzan realmente con las piezas de inserción para destornilladores así fabricadas en series grandes, ni si estas piezas de inserción corresponden a los valores requeridos en la aplicación práctica. En el comercio no se han dado a conocer tales piezas de inserción para destornilladores.
A diferencia de las hasta ahora mencionadas piezas de inserción para destornilladores monopieza, en la US 3.393.722 se describe un destornillador para tornillos de estrella que consiste de un fuste de acero relativamente blando y de una porción de punta de un material extremadamente duro. La porción de punta de metal duro presenta en su parte posterior una espiga que encaja en un taladro en la cara frontal del fuste. Ambas partes están unidas entre sí mediante soldadura. La porción de punta consiste preferentemente de metal duro (carburo de wolframio). El perfil en cruz de la porción de punta está conformado relativamente largo, aproximadamente tal como resulta, en la forma de fabricación hasta ahora habitual, de fabricar el perfil en cruz mediante fresado de las ranuras. Sin embargo, un perfil en cruz de forma larga resulta desfavorable para tales porciones de punta de metal duro, ya que el metal duro es, en comparación con el acero, más frágil y el perfil de forma larga posee una menor capacidad de carga por par de giro, aparte de que este perfil largo resulta desfavorable para la fabricación de las porciones de punta, tal como se describirá a continuación. Los destornilladores o piezas de inserción para destornilladores de esta forma de realización no han llegado a conocerse en el comercio, a pesar de que desde la solicitud de la patente han transcurrido más de 30 años y la creciente necesidad de destornilladores o piezas de inserción para destornilladores resistentes al desgaste fomenta su introducción en el mercado. Lo propio vale para una herramienta según la DE 70 44 913 U1, en la que una porción de punta de un material de elevada resistencia se combina con una porción de fuste de un material de inferior calidad. La porción de punta está preformada por fabricación pulvimetalúrgica. Respecto al modo de fabricación, la conformación y las medidas no se hace indicación alguna en ambas patentes. Cabe suponer que tampoco para estas ejecuciones se haya encontrado un procedimiento de fabricación que dé lugar a resultados
satisfactorios.
Ulteriormente es conocida una pieza de inserción para destornilladores del tipo arriba indicado (FR 2 469 250 A1), que comprende una punta en cruz fabricada a partir de polvo metálico mediante prensado y subsiguiente sinterización. El perfil en cruz de la porción penetrante sobresale, sin transición clara conformada como radio o parte oblicua, de un plano perpendicular al eje longitudinal del cuerpo de punta. En su cara posterior el cuerpo de punta presenta un entrante prismático para su fijación al correspondiente extremo del fuste del destornillador, debiéndose realizar la fijación preferentemente mediante soldadura fuerte. La longitud de los tabiques de la cruz debe corresponder aproximadamente a la mitad de la longitud del cuerpo de punta. Como material de partida está previsto polvo de acero o polvo de metal duro. El inconveniente de una tal ejecución consiste en que los tabiques en cruz pasan al plano de base sin radios o partes oblicuas definidas. Justamente en materiales duros, tales como metal duro, transiciones bruscas, que no se desarrollen de forma progresiva, presentan un efecto de entalladura que reduce considerablemente la carga admisible en dicho punto, particularmente en el caso de una solicitación por torsión. Otro inconveniente reside en la forma de fijación prevista. En el caso del entrante transversal no viene dado un autocentraje de las dos piezas de unión. El mismo debe conseguirse mediante un dispositivo auxiliar, tal como un aro aplicado firmemente en la zona de unión, el cual no debe tampoco poderse desplazar durante la soldadura fuerte.
Partiendo de este estado de la técnica, la finalidad de la presente invención consiste en fabricar piezas de inserción para destornilladores de metal duro de tal manera que se consiga, merced a la elevada dureza en la zona de sus porciones penetrantes y también a la resistencia a la transmisión de los pares de giro requeridos en la práctica, una notablemente superior resistencia al desgaste o duración con respecto a formas de realización conocidas, y que resulte posible una fabricación económica.
Las características que permiten la consecución de esta finalidad están mencionadas en la reivindicación 1.
En el transcurso de las pruebas y las investigaciones que llevaron a la consecución de esta finalidad se constató que resulta conveniente fabricar las piezas de inserción para destornilladores no como monopieza según la DE 92 11 907 U1, DE 42 41 005 A1 y DE 43 00 446 A1, sino en dos piezas con una porción anterior de metal duro lo más corta posible y una porción de accionamiento de acero. Ello se consigue, de acuerdo con la invención, por el hecho de que a la porción anterior consistente de metal duro se le da una longitud total que viene esencialmente determinada por la longitud de una porción penetrante dimensionada de tal modo que corresponda a la profundidad de penetración máxima del perfil interior en cabezas de tornillos del correspondiente tamaño y/o tipo de tornillo. A esta relativamente corta longitud se añade la longitud de una porción de base así como de una porción de anclaje, a través de la cual es unida la porción anterior con una porción de accionamiento de la pieza de inserción para destornilladores.
Mediante la invención se consiguen dos ventajas esenciales. Por una parte se consigue una compactación uniforme, exacta y buena durante el prensado de las piezas brutas y con ello una buena estabilidad en la zona del tramo penetrante de la porción anterior respecto a los momentos de flexión que actúan sobre los tabiques en cruz durante la transmisión de un par de giro. También puede contribuir a ello una apropiada composición del tamaño de grano de la mezcla de polvo metálico elegida, según la reivindicación 4. Una tal compactación buena y uniforme era hasta ahora sólo difícilmente obtenible, particularmente en puntas en cruz, ya que el molde de prensado es llenado con polvo metálico en un grado similar a lo que se requiere también para la fabricación de piezas de inserción para destornilladores monopieza. La presión ejercida por el punzón de prensado sobre la carga de polvo metálico no actúa entonces uniformemente hasta la zona de la punta y las cámaras de los tabiques, ya que esta presión se reduce dentro de la carga y por efecto del rozamiento de la carga con las paredes del molde. Por otra parte, mediante la forma de realización según la invención queda asegurado que las piezas prensadas lleguen exentas de fisuras a la sinterización, lo cual es imprescindible para una buena duración, particularmente de puntas en cruz. El polvo metálico prensado bajo elevada presión en el molde, así como la pieza prensada así obtenida, ofrece evidentemente una elevada resistencia a su desmoldeo, que resulta tanto mayor cuanto mayor sea la superficie de la pieza prensada. Esta resistencia al desmoldeo debe ser superada por la fuerza del punzón expulsor o inferior, que actúa sobre la punta central. La elevada carga específica sobre la punta y la fuerza de expulsión que penetra en los tabiques en cruz pueden dar lugar a la formación de finas fisuras, las cuales no son tampoco compensadas durante la sinterización y perjudican la homogeneidad de la estructura. En cambio, merced a la configuración corta, de acuerdo con la invención, de la porción anterior de metal duro, se reduce considerablemente la fuerza de expulsión requerida, con lo que puede por ejemplo evitarse un complicado y costoso molde de prensado, en el que el punzón inferior no solamente presente el perfil de la punta central sino también el perfil de los lomos de los tabiques en cruz que se extienden cónicamente hacia la punta, tal como está aparentemente previsto en el arriba citado conocido procedimiento [revista VDI N° 7-9 (1999), pág. 42 a 45].
Una característica de la invención consiste también en que en diversas variantes los elementos de anclaje, mediante los cuales la porción anterior es unida con la porción de fuste, están configurados de tal modo que se consiga una unión firme, apropiada para la transmisión de pares de giro, únicamente mediante prensado, eventualmente con empleo de adhesivo.
Ulteriores características ventajosas de la invención se desprenden de las reivindicaciones dependientes 2-12.
A continuación se describirá más detalladamente la invención mediante ejemplos de realización de la misma y con relación a los dibujos adjuntos, en los cuales:
Las Figs. 1 a 3 son sendas vistas esquemáticas, en sección longitudinal, de tres porciones anteriores de distinto tamaño de una pieza de inserción para destornilladores según la invención para tornillos de estrella, ilustrándose los tabiques en cruz no seccionados;
la Fig. 4 es una vista esquemática de alzado de una porción anterior según la invención, configurada de forma análoga a las Figs. 1 a 3;
las Figs. 5 y 6 son sendas vistas en sección transversal según las líneas V-V y VI-VI, respectivamente, de la Fig. 4;
la Fig. 7 es una vista de alzado, parcialmente en sección, de una pieza de inserción para destornilladores según la invención, con una porción anterior según las Figs. 4 a 6;
las Figs. 8 y 9 muestran, de forma esquemática basta, un molde de prensado para la fabricación de una porción anterior según la invención, según la Fig. 4;
la Fig. 10 es una vista de alzado, a mayor escala, de la porción anterior según la Fig. 4 en combinación con una correspondiente cabeza de tornillo, ilustrada en sección;
la Fig. 11 es una vista de alzado, correspondiente a la Fig. 7, de un segundo ejemplo de realización de una pieza de inserción para destornilladores según la invención;
la Fig. 12 es una vista en sección transversal, según la línea XII-XII, de la Fig. 11;
las Figs. 13 a 16 son sendas vistas de alzado, parcialmente en sección o no seccionadas, de tres ulteriores ejemplos de realización de formas de unión de la porción anterior de metal duro con la porción de accionamiento;
las Figs. 17 a 19 muestran piezas de inserción para destornilladores para tornillos de estrella de diversos tamaños;
la Fig. 20 muestra un ejemplo de realización de la pieza de inserción para destornilladores según la invención, correspondiente a la Fig. 7, aunque con un elemento de anclaje convexo, sobresaliente de la porción de accionamiento;
la Fig. 21 es una vista en sección transversal según la línea XXI-XXI de la Fig. 20;
la Fig. 22 muestra una pieza de inserción para destornilladores para tornillos de estrella, correspondiente a la Fig. 17, con una ulterior forma de realización del elemento de anclaje;
la Fig. 23 es una vista en sección transversal, según la línea XXIII-XXIII, de la Fig. 22;
la Fig. 24 es una vista en sección transversal, según la línea XXIV-XXIV, de la Fig. 22;
la Fig. 25 muestra un ejemplo de realización similar al de la Fig. 22, aunque con una porción anterior para tornillos Pozidriv (PZ);
la Fig. 26 es una vista en sección longitudinal parcial, a escala fuertemente ampliada, de una porción anterior de una pieza de inserción para destornilladores según la invención, para tornillos TORX®;
la Fig. 27 es una vista de planta (vista anterior) de la pieza de inserción para destornilladores según la Fig. 26;
la Fig. 28 muestra sendas vista de alzado y anterior de una pieza de inserción para destornilladores según la invención, para tornillos TORX® con radio de transición;
la Fig. 29 muestra sendas vistas de alzado y anterior (vista de planta) de una pieza de inserción para destornilladores según la invención, para tornillos hexagonales con radio de transición;
la Fig. 30 muestra sendas vista de alzado y anterior de una pieza de inserción para destornilladores según la invención, para tornillos Robertson con radio de transición; y
la Fig. 31 muestra una tabla con medidas preferentes para las porciones anteriores de las piezas de inserción para destornilladores según la invención.
La Fig. 1 muestra una porción anterior 1 de una pieza de inserción para destornilladores según la invención. Dicha porción anterior 1 está provista, en su extremo anterior, de un tramo penetrante 2 en forma de una punta en cruz habitual, destinada a penetrar en el correspondiente perfil interior de un tornillo de estrella. La punta en cruz comprende cuatro nervaduras o tabiques 3 dispuestos en cruz y dotados de bordes superiores 4 que convergen cónicamente entre sí hacia delante y terminan en un tramo final aplanado 5, sin importancia a los fines de la invención. Entre los tabiques 3 están dispuestas estrías o ranuras en cruz con fondos de ranura 6 que se extienden también cónicamente hasta el tramo final 5, los cuales se extienden, en el lado opuesto al tramo final 5 y a partir de un punto 7, que define el extremo posterior del tramo penetrante 2, de forma curvada radialmente hacia fuera u oblicua y constituyen así un tramo que se designará a continuación como tramo de salida 8.
A continuación del tramo de salida 8 sigue, hacia atrás, un tramo de base 9, por ejemplo cilíndrico, que termina en una superficie frontal posterior 10, por regla general perpendicular a un eje central o de rotación 11 de la porción anterior. De dicha superficie frontal 10 sobresale además hacia atrás un tramo de anclaje 12 en forma de muñón, que posee una sección transversal reducida con respecto al tramo de base 9, estando dispuestos el tramo penetrante 2, el tramo de base 9 y el tramo de anclaje 12 coaxialmente respecto al eje 11. Esta configuración básica de la porción anterior 1 es esencialmente la misma en todas las piezas de inserción para destornilladores según la invención, aunque la configuración exterior y las dimensiones, ante todo de los distintos tramos 2, 4 y 6, deben estar adaptadas al perfil interior del correspondiente tornillo en cada caso y las de los tramos 12 al tipo de anclaje elegido, tal como se describirá más adelante.
La Fig. 2 muestra una porción anterior 1 análoga a la de la Fig. 1, así como las medidas de la misma esenciales para la invención. Concretamente, una medida L0 designa la longitud del tramo penetrante 2 entre el tramo final 5 y el tramo de salida 8, L1 la longitud de la porción anterior 1 entre el tramo final 5 y la superficie frontal 10, LP la longitud del perfil, que resulta de la suma de la longitud L0 y la longitud LA del tramo de salida 8, y LB la longitud del tramo de base 9, de modo que LP + LB = L1. De ello resulta, para la longitud LA del tramo de salida 8, LA = L1 - L0 - LB = LP - L0. Todas las longitudes son medidas en el sentido del eje longitudinal 11 (Fig. 2). Además, una comparación entre las Figs. 1 a 3, en las cuales se han designado partes iguales con los mismos números de referencia, muestra que el punto 7, 7a ó 7b, respectivamente, en el que terminan las zonas cónicas de los fondos de ranura 6 del tramo penetrante 2 y se produce una transición al tramo de salida 8, se halla en la Fig. 1 a igual nivel que el extremo inferior de los bordes superiores 4 de los tabiques 3, mientras que el correspondiente punto 7a ó 7b se halla en la Fig. 2 por debajo y en la Fig. 3 por encima del extremo inferior de los bordes superiores 4. Ello es una consecuencia de que normalmente tanto una medida D1, que indica el diámetro de la porción anterior 1 al final de la longitud L1, es decir en la zona del tramo de base 9 ó de la superficie frontal 10, como también los ángulos de cono, según los cuales se extienden los bordes superiores 4 de los tabiques 3 y los fondos de ranura 6, vienen predeterminados por normas o similares. Los bordes superiores 4 terminan hacia abajo, por tanto, allí donde seccionan un cilindro periférico imaginario del tramo de base 9. Finalmente, d0 designa el diámetro al final de la longitud L0, es decir en los puntos 7, 7a ó 7b, respectivamente.
La porción anterior 1 (Figs. 4 a 6) es combinada con una porción de accionamiento 14 (Fig. 7) también fabricada por separado, y que sirve por ejemplo para la fijación de la pieza de inserción en la mordaza de un apretador motorizado. Concretamente, la porción anterior 1 se fabrica de metal duro, mientras que la porción de accionamiento 14 se fabrica de un acero para herramientas habitual para estos fines. Para la unión coaxial entre estas dos porciones 1, 14 para constituir una pieza de inserción para destornilladores (Fig. 7), la porción de accionamiento 14 está dotada, en una cara frontal enfrentada a la porción anterior 1, de una escotadura 15 practicada en su superficie y adaptada con su sección transversal interior a la sección transversal exterior de la porción de anclaje 12. La unión se realiza entonces por el hecho de que la porción de anclaje 12 se introduce en la escotadura 15 y es presionada en ésta de tal modo, soldada o fijada de alguna otra manera, que la porción de accionamiento 14 pueda transmitir los pares de giro requeridos a la porción anterior 1. Tal como se ilustra en la Fig. 7, la escotadura 15 puede estar realizada en un tramo de transición 16 por ejemplo cilíndrico o ligeramente cónico, al cual siga un tramo 17 con perfil exterior hexagonal habitual de la porción de accionamiento 14, quedando por tanto asegurada la transición a ras entre el tramo 17 y el tramo de base 9.
La fabricación de la porción anterior 1 se realiza con ayuda de un molde de prensado 19, ilustrado esquemáticamente en las Figs. 8 y 9. El mismo comprende un casquillo de prensado 20, dotado en un extremo de un orificio receptor 21, por ejemplo cilíndrico, para un punzón de prensado 22, por ejemplo también cilíndrico, y en el otro extremo de una matriz 23 alojada en el mismo, configurada, en una cara coaxialmente enfrentada al orificio receptor 21, como molde negativo 24 para la porción anterior 1 que deba fabricarse, es decir, en el ejemplo de realización, como molde negativo para una punta en cruz. Entre el molde negativo 24 y el orificio receptor 21 queda delimitada, en el casquillo de prensado 20, una cavidad 26. Además, la matriz 23 está dotada de un taladro central, en el cual está insertado un expulsor 25. El punzón 22 está dotado, en su cara frontal enfrentada a la matriz 23, de una escotadura 27 configurada como molde negativo de la porción de anclaje 12.
Para la fabricación de la porción anterior 1 se llena primeramente la cavidad 26, estando el expulsor 25 insertado y avanzado hasta la matriz 23, con el polvo de metal duro deseado, tal como se indica en la Fig. 8 con el número de referencia 28. A continuación se introduce el punzón 22 en el orificio receptor 21 y se somete a la presión previa necesaria, en dirección hacia la matriz 23, para la compactación del polvo de metal duro 28, con lo que el polvo de metal duro 28 es compactado y llevado a la forma de la porción anterior 1 (Fig. 9). A continuación es extraído el punzón 22, avanzado el expulsor 25 para expulsar la porción anterior 1 de la matriz 23 y del casquillo de prensado 20, y la porción anterior 1 así obtenida es sinterizada de manera convencional en tales procesos de prensado, por ejemplo a 1100°C hasta 1200°C: la mezcla de polvo de metal duro contiene, por ejemplo, carburo de cobalto, de molibdeno y de wolframio y eventualmente porcentajes de hierro y da lugar, merced al proceso de prensado y sinterización, a una porción anterior 1 extremadamente dura y resistente a la abrasión.
Merced a la configuración bipartida de las piezas de inserción para destornilladores 2, 14 según la invención se consigue que la zona funcional u operativa propiamente dicha, que está contenida en la porción anterior 1, pueda fabricarse según un procedimiento relativamente sencillo y económico, en el que no obstante se consiguen óptimas condiciones de prensado. Después de la unión de la porción anterior 1 con la porción de accionamiento 14 se obtiene una pieza de inserción para destornilladores que es resistente incluso a elevadas cargas.
Para la consecución de una uniforme distribución de presión y, por consiguiente, de una homogénea textura estructural en la porción anterior 1, se considera imprescindible, dentro del marco de la invención, realizar la porción anterior 1 lo más pequeña posible, a fin de originar en el molde 19 las mínimas pérdidas por rozamiento posibles. Dado que la forma y el tamaño del tramo penetrante 2 propiamente dicho dependen del perfil interior en la cabeza del correspondiente tornillo en cada caso, se parte, para la consecución de este objetivo, de las siguientes consideraciones:
En primer lugar queda claro que los arriba descritos tramos y magnitudes valen, dentro del marco de la invención, tal como se desprenderá de la siguiente descripción, no solamente para el sistema de estrella según las Figs. 1 a 3 sino correspondientemente también para otros emparejamientos Bit/tornillo. Entre ellos cabe mencionar, por ejemplo, los sistemas de estrella según Phillips y Pozidriv, los habituales sistemas hexagonales, luego los sistemas poligonales, multidentados o en forma ondulada según TORX® o cuadradillo de Robertson, así como diversos sistemas especiales, tales como por ejemplo Tri-Wing y Torque-Set.
Para el dimensionamiento de los tramos penetrantes 2 de los Bits o de los respectivos perfiles interiores de los tornillos, respectivamente, existen por ejemplo normas DIN/ISO u otras normas y directrices que hayan sido emitidas, por ejemplo, por los creadores originales de los respectivos sistemas perfilados.
Estas normas y directrices son asumidas a los fines de la invención, en tanto ello resulte necesario para un buen funcionamiento o un buen emparejamiento Bit/tornillo. Concretamente, para los sistemas de estrella se toman como base las normas DIN 967, 7996 y 7997 y/o EN-ISO 7045 hasta 7047, según las cuales los tornillos de los distintos diámetros de rosca están clasificados en tamaños de estrella 0 a 4 y para cada tamaño pueden corresponder tornillos con distintas cabezas y perfiles interiores y por tanto distintas profundidades de penetración en ellas.
Es importante para el buen encaje entre la estrella y el perfil interior del tornillo que la punta en cruz tenga contacto superficial, mediante los flancos de los tabiques 3 (Fig. 1), con los flancos del perfil interior del tornillo. El perfil portante de la punta en cruz debe tener una longitud tal que pueda hundirse en el perfil en cruz del tornillo sin que acaso la punta en cruz se apoye, mediante su tramo de salida 8, que ya no corresponde al contorno correcto del tramo penetrante 2, en el borde del perfil de estrella del tornillo. Ello se indica esquemáticamente en la Fig. 10, que muestra una porción anterior 1 según las Figs. 1 a 7 que penetra en el orificio perfilado de una cabeza de tornillo 29, la cual posee una profundidad de penetración T que es menor que la que corresponde a la longitud L0 del tramo penetrante 2. El punto 7, en el cual se produce la transición de los fondos 6 de las ranuras en cruz al tramo de salida 8, se halla suficientemente por fuera del orificio de la cabeza de tornillo. Si fuera L0 < T, el tramo penetrante 2 coincidiría con solamente una parte del orificio de la cabeza de tornillo, ya que el tramo de salida 8 se apoyaría sobre la cabeza de tornillo 29. Además, ello tendría como consecuencia que se perdería el buen contacto superficial entre el tramo penetrante 2 y las correspondientes superficies del orificio de la cabeza de tornillo, y la pieza de inserción encajaría en el tornillo con algo de holgura, lo cual resulta desfavorable para la transmisión de elevados pares de giro. Finalmente, en caso de L0 = T, y en función de las respectivas tolerancias, puede también darse el caso L0 < T. Para esta determinación se parte naturalmente, por otra parte, del supuesto que las medidas de perfil de los tramos penetrantes corresponden en su sección transversal, en la zona prevista para la penetración en el tornillo, a las normas fijadas en asociación con el respectivo tipo y tamaño de estrella.
A fin de llegar a un compromiso aplicable a la práctica, para el dimensionamiento de las piezas de inserción se dimensiona la longitud L0, según la invención, en base de aquella cabeza de tornillo de una serie de tornillos asociada al tamaño de perfil del tramo penetrante que según la respectiva norma u otra directriz posea la máxima profundidad de penetración T. Para ello se parte primeramente de aquel tipo de tornillo de cuya forma de cabeza resulte la máxima profundidad de penetración T. Estos son, en el caso de tornillos de estrella, por ejemplo tornillos avellanados gota de sebo según EN-ISO 7047. Dado que en todos los demás tipos de tornillo la profundidad de penetración T es claramente inferior, piezas de inserción dimensionadas en base de los tornillos avellanados gota de sebo para chapa encajan también en las cabezas dotadas del mismo perfil interior de otros tornillos.
Si respecto a cualquier tamaño de un determinado perfil de estrella existen tornillos que a raíz de distintas formas de cabeza den lugar a distintas profundidades de penetración T, para el dimensionamiento de L0 se elige aquel tornillo que posea la máxima profundidad de penetración T.
Ello se describirá a continuación en base de un ejemplo de realización concreto.
Según EN-ISO 7045-7047 (Tipo Z, Pozidriv), por ejemplo tornillos avellanados gota de sebo del tamaño 2 de estrella pueden poseer distintas profundidades de penetración normalizadas del calibre, a las que correspondan los intervalos T_{MIN} hasta T_{MAX} de 1,48/1,93 mm hasta 2,9/3,35 mm. De acuerdo con la invención se recurrirá para el dimensionamiento de LO al máximo intervalo existente de la mayor forma de cabeza de tornillo, adjudicándose a L0 el valor 3,35 mm. Con ello queda asegurado que la porción anterior 1 pueda penetrar, en todas las cabezas de tornillo, con plena profundidad de penetración T. Una ventaja de esta forma de dimensionamiento de L0 consiste en que L0 no se hace mayor que lo que se precisa para la función deseada.
Con respecto a la medida L1 se requiere, según la invención, que sea lo más pequeña posible, a fin de garantizar, durante el proceso de prensado, la uniforme distribución de presión deseada. Ello queda asegurado, según la invención, por el hecho de que L1 no se elija mayor que 2,5 \cdot L0, preferentemente no mayor que 2,2 \cdot L0 y de forma particularmente ventajosa menor que 2,0 \cdot L0, lo cual corresponde, en el ejemplo arriba citado, a L1 = 8,5 mm ó 7,48 mm ó 6,80 mm, respectivamente. Concretamente, la magnitud de L1 depende, en perfiles de estrella, entre otras cosas de los valores que deban tener LP y LB (Fig. 2). Con respecto a LP ha demostrado ser conveniente elegir el tramo de salida 8 claramente menor que lo que es posible en Bits convencionales. Sin embargo, si el tramo de salida 8 se elige demasiado pequeño, se producen distribuciones de presión desfavorables durante el proceso de prensado, a causa de la repentina transición del tramo de base 9 al tramo penetrante 2, mientras que valores demasiado grandes de LP aumentarían excesivamente la longitud total L1. Considerada por sí sola, una corta longitud de perfil LP significa, particularmente en puntas en cruz, que la superficie total resulta claramente inferior. Por consiguiente, el rozamiento durante la expulsión de la pieza prensada del molde resulta considerablemente inferior, y por otra parte una corta longitud de perfil LP incrementa también la capacidad de carga. Como favorables se consideran relaciones de LP/L0 del orden de aprox. 1,25 a 1,55. En el caso arriba citado ha demostrado ser conveniente, con una longitud LB de, según tamaño de Bit, aprox. 0,8 mm hasta 1,5 mm y máximo 2,5 mm, un valor de LP de aprox. 5,00 hasta 5,25 mm, lo cual da lugar, con un valor suficientemente grande de L1 = 6,00 hasta 6,25 mm, es decir L1 = 1,76 \cdot L0 hasta 1,84 \cdot L0, a una porción anterior 1 corta y por tanto bien prensable.
Para los tres otros tamaños 1, 3 y 4 según EN-ISO 7045 - 7047 (tipo Z, Pozidriv) han demostrado ser convenientes los siguientes valores:
Tamaño 1:
Aquí corresponde el intervalo ET_{MIN} hasta ET_{MAX} a 1,22 hasta 1,47 mm para cabezas de tornillo pequeñas y a 1,83 hasta 2,08 mm para cabezas de tornillo más grandes. Según la invención se elige L0 = 2,1 mm, LP = 3,0 mm y L1 = 3,8 mm.
Tamaño 3:
Aquí corresponde el intervalo ET_{MIN} hasta ET_{MAX} a 2,73 mm hasta 3,18 mm. Según la invención se elige L0 = 4,4 mm, LP = 6,6 mm y L1 = 8,1 mm.
Tamaño 4:
Aquí corresponde el intervalo ET_{MIN} hasta ET_{MAX} a 3,87 mm hasta 4,32 mm para cabezas de tornillo pequeñas y a 5,6 mm hasta 6,05 mm para cabezas de tornillo más grandes. Según la invención se elige L0 = 6,6 mm, LP = 8,8 mm y L1 = 10,3 mm.
De los valores precedentes se desprende que ninguno de los valores para L1 es mayor que 2 \cdot L0, y particularmente para los tamaños más pequeños pueden obtenerse valores muy reducidos para L1, incluso si se dimensionase L1 a
2,5 \cdot L0. Medidas particularmente preferidas se desprenden de la Fig. 31.
Para otras cabezas de tornillo [por ejemplo tipo H (Phillips) según EN-ISO 7045-7047] puede procederse de manera correspondiente.
El tramo de base 9 consiste de un tramo corto, en forma de placa, que sirve principalmente para la conformación de los elementos de anclaje 12. Éstos pueden consistir de elementos convexos, sobresalientes de la superficie frontal 10 (Fig. 1), o de elementos cóncavos, hundidos en la superficie frontal 10. En base de las Figs. 11 a 24 se describirán a continuación algunos ejemplos de realización en los que las porciones anteriores 1 corresponden esencialmente, a excepción de parcialmente distintos tramos de base; a la porción anterior 1 según las Figs. 1 a 9. Análogamente, las porciones de accionamiento 14 corresponden esencialmente a la porción de accionamiento 14 según la Fig. 7, por lo que únicamente las partes distintas se han designado con números de referencia distintos a los empleados hasta ahora. Mientras que como elemento de anclaje 12 se prevé, según las Figs. 1 a 9, un muñón cilíndrico, la porción anterior 1 según las Figs. 11 y 12 está provista de un elemento de anclaje 31, sobresaliente perpendicularmente de la superficie frontal del tramo de base 9, con un perfil TORX, que encaja en una escotadura 32 de la porción de accionamiento 14, dotada de un correspondiente perfil interior. La unión fija entre ambas porciones 1, 14 se consigue, por ejemplo, mediante pegado, soldadura, prensado o similares, presentando la sección transversal no circular de los elementos de anclaje 31, 32 la ventaja de que, merced a la unión positiva, se obtiene una conexión firme contra giro, que permite la transmisión de elevados pares de giro.
La Fig. 13 muestra un elemento de anclaje 33 cóncavo en el tramo de base 9 y un correspondiente elemento de anclaje 34, convexo, en la porción de accionamiento 14. La unión se realiza, por ejemplo, por pegado o soldadura.
La Fig. 14 muestra dos elementos de anclaje a modo de superficies planas en la cara inferior del tramo de base 9 y en la cara superior del tramo de transición 16 de la porción de accionamiento 14, respectivamente. Las dos partes de anclaje están en este caso firmemente unidas entre sí, por soldadura, a lo largo de una superficie limítrofe 35.
Según la Fig. 15 la porción anterior 1 está provista de un elemento de anclaje 36 a modo de una nervadura cuneiforme sobresaliente del tramo de base 9, mientras que una porción de accionamiento 37 está dotada, en su superficie frontal enfrentada al tramo de base 9, de un elemento de anclaje 38 a modo de correspondiente ranura cuneiforme cóncava. La fijación entre sí de ambos elementos de anclaje 36, 37 se realiza mediante soldadura a lo largo de una costura de soldadura 39. El ejemplo de realización según la Fig. 15 se diferencia además de los ejemplos según las Figs. 7 a 14 por el hecho de que la porción de accionamiento 37 es de forma cilíndrica.
En el ejemplo de realización según la Fig. 16 la porción de accionamiento cilíndrica 37 está vinculada con la porción anterior 1, análogamente a la Fig. 14, mediante soldadura a lo largo de una costura de soldadura 40. A diferencia de las Figs. 7 a 14, la sección transversal de la porción de accionamiento 37 según las Figs. 13 y 14 es algo mayor que la del tramo de base 9 ó que el diámetro D1 en la Fig. 2.
Las Figs. 17 y 18 muestran, en comparación directa, dos piezas de inserción para destornilladores según la invención, las cuales se diferencian en la zona de un tramo de base 9 ó 41, respectivamente. Mientras que el tramo de base 9 en la Fig. 17 está configurado tal como en las Figs. 1 a 9, el tramo de base 41 presenta, inmediatamente a continuación de un tramo de salida 42, una zona 43 que se ensancha radialmente y que pasa luego a una zona 44 correspondiente al tramo de base 9. En cambio, el ejemplo de realización según la Fig. 19, ilustrado en comparación directa con las Figs. 17 y 18, se diferencia de los ejemplos de realización según las Figs. 7 a 14 por el hecho de que una porción de accionamiento 45 está vinculada con un tramo de base 47 de una porción anterior 48 a través de un tramo de transición 46. El tramo de base 47 posee en este caso una medida D1 (Fig. 2) que, a diferencia de la Fig. 7, es mayor que el diámetro del tramo hexagonal de la porción de accionamiento 45, y el tramo de transición 46 sirve en este caso para unir la sección transversal menor del tramo hexagonal con la sección transversal mayor del tramo de base 47. El elemento de anclaje está realizado en este caso, por ejemplo, tal como se describe en relación con las Figs. 22 a 24.
Las Figs. 20 y 21 muestran un elemento de anclaje 48 sobresaliente de la superficie frontal superior de la porción de accionamiento 14, el cual encaja en un correspondiente elemento de anclaje 49 en forma de escotadura, practicado en la superficie frontal del tramo de base 9.
De acuerdo con la Fig. 21, los elementos de anclaje 48 y 49 presentan un perfil a modo de estrella ondulada, análogo a la Fig. 12. La conexión entre ambos elementos de anclaje 48, 49 se efectúa, por ejemplo, mediante soldadura a lo largo de una costura de soldadura 50.
Según las Fig. 22 a 24 está conformado, en el tramo de base 9 de la porción anterior 1, un elemento de anclaje 52 sobresaliente, con un perfil cruciforme, que encaja en un correspondiente elemento de anclaje 53 en forma de ranura en cruz, configurado en la superficie frontal superior del tramo de transición 16 de la porción de accionamiento 14. La fijación se realiza, por ejemplo, mediante pegado o soldadura. Esta forma de realización se considera actualmente como la variante óptima de elementos de anclaje.
La Fig. 25 muestra finalmente un ejemplo de realización análogo a la Fig. 17, en el cual una porción anterior 1a está provista de un tramo penetrante 2a con perfil Pozidriv, realizado tal como ilustrado en las Figs. 22 a 24. Un tramo de base 9a está dotado de un elemento de anclaje 12a sobresaliente, el cual encaja en un correspondiente elemento de anclaje 15a a modo de escotadura practicada en la superficie frontal superior del tramo de transición 16 de la porción de accionamiento 14. La conexión entre ambos elementos de anclaje 12a, 15a se efectúa mediante soldadura en la zona de las superficies de contacto.
Por lo demás, para las piezas de inserción Pozidriv (PZ) según la Fig. 25 vale esencialmente lo mismo que para las demás piezas de inserción de estrella (PH) según Phillips. Tal como se ilustra en la Fig. 25, L0 es la longitud del tramo penetrante 2a, que se extiende hasta un tramo de salida 8a, mientras que L1 es la longitud total de la porción anterior 1a, exceptuando la longitud del elemento de anclaje 12a. También en cuanto a las medidas de L0 y L1 de las piezas de inserción Pozidriv vale lo mismo que para las piezas de inserción Phillips, es decir L1 \leq 2,5 \cdot L0, preferentemente L1 \leq 2,2 \cdot L0 y de forma particularmente ventajosa L1 < 2 \cdot L0, obteniéndose L0 de manera análoga a lo arriba expuesto.
Si por alguna razón está prefijado o prescrito, para un tamaño de tornillo o forma de cabeza de tornillo, solamente un único intervalo ET_{MIN} hasta ET_{MAX} para la profundidad de penetración, L0 puede también elegirse igual a la medida ET_{MAX} más un pequeño suplemento para la compensación de tolerancias, ya que en este caso la longitud L0 sería siempre adecuada.
Por lo demás queda claro que la longitud de los elementos de anclaje, medida en el sentido del eje 11 (Fig. 2), debería ser lo más pequeña posible, a fin de no perturbar la homogénea distribución de presión durante el proceso de prensado. Sin embargo, como los elementos de anclaje están dispuestos en el lado enfrentado al punzón de prensado de las porciones anteriores 1, 1a, su longitud es menos crítica que las longitudes L0 y L1. Independientemente de ello puede preverse, en caso necesario, incluir los elementos de anclaje en la medida L1.
Todo lo arriba expuesto en relación con piezas de inserción para destornilladores con perfil de estrella vale correspondientemente también para piezas de inserción para destornilladores con otros perfiles, por ejemplo para tornillos con hexágono interior, TORX® y Robertson. En el caso de estas piezas de inserción para destornilladores los tramos penetrantes presentan un perfil de sección transversal uniforme en el sentido axial - en el caso de Robertson ligeramente cónico. Concretamente, el perfil pasa al tramo de base mediante un tramo de salida redondeado. Ello presenta la ventaja de que la sección transversal de la punta de metal duro (de la parte funcional de metal duro) se refuerza en la zona en la que actúan las fuerzas de torsión durante el uso. El anclaje a la porción de accionamiento se realiza tal como se ha descrito detalladamente más arriba.
En el caso de tornillos TORX® vienen además prefijadas las longitudes mínimas L0 del tramo penetrante por normas del fabricante u otras directrices, que pueden deducirse, por ejemplo, de una correspondiente hoja de datos. Las longitudes funcionales para los distintos tamaños de perfil se derivan de ello eventualmente con un suplemento. De manera análoga se procede con otros perfiles, tales como por ejemplo perfiles hexagonales o Robertson. Concretamente, los tramos penetrantes pueden pasar al tramo de base mediante un tramo de salida correspondiente al tramo de salida circular 8,8a (por ejemplo Figs. 1, 25).
La aplicación de la invención a perfiles TORX® y otros se describirá más detalladamente a continuación, con relación a las Figs. 26 a 30.
Las Figs. 26 y 27 muestran, en analogía a las Figs. 1 y 2, una porción anterior 58 de una pieza de inserción para destornilladores según la invención, destinada para tornillos TORX®, a escala fuertemente aumentada. La porción anterior 58 está dispuesta coaxialmente a un eje longitudinal o de giro 59 y está provista en su extremo anterior de un tramo penetrante 60, dotado de un perfil TORX® habitual, cuya configuración ondulada se desprende particularmente de la Fig. 27, y que está previsto para penetrar en el correspondiente perfil interior de un tornillo TORX®. El perfil TORX® se caracteriza por tabiques 61 y ranuras 62 (Fig. 27) con bordes redondeados, sucesivos en el sentido periférico y paralelos al eje 59, que confieren al perfil un desarrollo ondulado a lo largo de un círculo imaginario. El perfil TORX® es igual a lo largo de todo el tramo penetrante 60, en el sentido del eje 59, y termina en un tramo final 63 cónico, aplanado, sin importancia a los fines de la invención. En su cara posterior, más alejada del tramo final 63, los fondos de las ranuras están curvados radialmente hacia fuera a partir de un punto 64, que define el extremo posterior del tramo penetrante 60, con lo que, análogamente a los tramos de salida 8, 8a, es creado un tramo de salida 65 que termina en un tramo de base 66, el cual corresponde esencialmente al tramo de base 9 según la Fig. 1 y comprende una superficie frontal posterior 67 que es por regla general perpendicular al eje 59. De dicha superficie frontal 67 sobresale hacia atrás un elemento de anclaje 68 en una forma de realización tal como descrita en las Figs. 22 a 24.
La forma básica de la porción anterior 58 corresponde esencialmente a la de la porción anterior 1 según la Fig. 1, por lo que a la misma se asocian, a los fines de la presente invención, las mismas longitudes L0, L1, LP y LB así como el diámetro D1, tal como se ha descrito detalladamente más arriba en relación con la Fig. 2.
De acuerdo con la invención, una pieza de inserción para destornilladores para tornillos TORX® según la Fig. 28 se compone de la porción anterior 58, fabricada por separado y de una sola pieza, y de una porción de accionamiento 69, también fabricada por separado, la cual presenta por ejemplo en un tramo 70 un perfil hexagonal habitual y está vinculada con la porción anterior 58, análogamente a las Figs. 1 a 27, mediante un tramo de transición 71. El tramo de transición 71 está para ello provisto de un correspondiente elemento de anclaje 72 en forma de una escotadura practicada en su superficie frontal anterior. La conexión entre ambos elementos de anclaje 68, 72 se efectúa, análogamente a la descripción precedente, mediante pegado, soldadura, soldadura blanda u otros procesos de unión.
La fabricación de la porción anterior 58 se realiza, análogamente a las porciones anteriores de estrella 1, a partir de un polvo de metal duro y con ayuda de un molde según las Figs. 8 y 9, cuyo casquillo de prensado 20 y eventualmente la matriz de prensado 23 sean correspondientemente adaptados.
Para asegurar una uniforme distribución de presión durante el proceso de prensado se dimensiona la medida L0 nuevamente lo más corta posible y preferentemente en correspondencia con aquellas profundidades de penetración T que prefije el proveedor del respectivo sistema TORX® en una hoja de datos o similar. Concretamente, la longitud L0 se dimensiona al menos igual a la profundidad de penetración prefijada, añadiéndose convenientemente un suplemento para la compensación de tolerancias. La longitud L1 es entonces dimensionada, análogamente a las puntas en cruz, de modo que corresponda a máximo L1 = 2,5 \cdot L0, preferentemente a máximo L1 = 2,2 \cdot L0 y de forma particularmente ventajosa a L1 < 2,0 \cdot L0. Ello vale con independencia de que para L0 se emplee la profundidad de penetración T prescrita (mínima) o un valor ligeramente superior o ligeramente inferior, ya que para la porción anterior 58 resultan solamente, incluso con pleno aprovechamiento del intervalo L1 = 2,5 \cdot L0, valores muy cortos, adecuados para la aplicación del proceso de prensado descrito.
Únicamente a título de ejemplo se hace referencia, a este respecto, a los sistemas TORX® con los tamaños 15, 20, 30, 40 y 50, para los cuales son prescritas por el fabricante o proveedor profundidades de penetración mínimas de 2,16 mm, 2,29 mm, 3,18 mm, 3,30 mm y 4,57 mm, que debieran garantizar una penetración suficientemente profunda de los perfiles TORX® en las cabezas de tornillo y una transmisión de los pares de giro exigidos. De acuerdo con la invención se elige, para estos cinco tamaños, la longitud L0 de por ejemplo 2,40 mm, 2,50 mm, 3,50 mm, 3,65 mm y 5,05 mm y la longitud L1 de 4,1 mm, 4,8 mm, 5,8 mm, 6,95 mm y 8,35 mm, respectivamente, en cuyo caso los valores de L1 están ampliamente por debajo del doble del valor de L0. Medidas muy particularmente preferidas se desprenden de la Fig. 31.
En cuanto a los valores de LP, LB y D1 valen las mismas consideraciones que se han expuesto más arriba en relación con las piezas de inserción de estrella.
La Fig. 29 muestra una pieza de inserción para destornilladores para tornillos con perfiles interiores hexagonales. Esta se diferencia de la pieza de inserción para destornilladores según las Figs. 26 a 28 únicamente por el hecho de que presenta una porción anterior 74 con un tramo penetrante 75 dotado de un perfil hexagonal habitual. Por lo demás, las distintas partes son iguales, por lo que en la Fig. 29 se han designado partes iguales con los mismos números de referencia que en las Figs. 26 a 28. Un tramo de salida está designado con el número de referencia 76. También en cuanto a las magnitudes L0, L1, etc. vale lo mismo que en piezas de inserción para destornilladores para tornillos TORX®, y concretamente también en lo que respecta al dimensionamiento de estas magnitudes para la consecución de una textura estructural óptima durante el proceso de prensado según las Figs. 8 y 9.
La Fig. 30 muestra una pieza de inserción para destornilladores fabricada de forma bipartida con una porción anterior 77 provista de un perfil Robertson, la cual presenta un tramo penetrante 78 con un perfil cuadrado, a modo de cuadradillo, apreciable en la vista de planta. La porción anterior 77 está vinculada, a lo largo de un tramo de salida 79 curvado en forma de arco radialmente hacia fuera, con un tramo de base, el cual está dotado en su cara posterior de un elemento de anclaje 68 susceptible de ser encajado en el elemento de anclaje 72, configurado a modo de escotadura, de la porción de accionamiento 69, fabricada preferentemente de acero para herramientas normal, y ser fijado en éste. Dado que la disposición es, a excepción del tramo penetrante 78, la misma que en las Figs. 28 y 29, se han vuelto a designar partes iguales, para simplificar la ilustración, con los mismos números de referencia. Resulta no obstante evidente que por ejemplo el tramo de transición 71 puede presentar, en función de la forma del respectivo tramo penetrante 60, 75 ó 78, distintas formas.
Con respecto a las medidas de L0, L1, etc. (véase la Fig. 30) vale lo mismo que para las piezas de inserción TORX® y hexagonales (véase también la Fig. 31).
Con respecto a piezas de inserción para destornilladores de una sola pieza, fabricadas por ejemplo por inyección (por ejemplo DE 42 41 005 A1), la ejecución bipartida descrita posee la ventaja de que la pequeña porción anterior de metal duro es susceptible de ser fabricada con mayor exactitud en cuanto a técnica de prensado y medidas, y en el plano de la máxima tensión por torsión, es decir en el plano de la cara frontal anterior de la porción de accionamiento, no presenta entalladura alguna que aumente el riesgo de rotura por tensión de entalladura. Como tales entalladuras deben por ejemplo considerarse las transiciones directas de los tabiques en cruz a la cara frontal en la ejecución de una sola pieza según DE 42 41 005 A1.
Los conocimientos adquiridos con respecto a los perfiles de estrella son en principio también válidos para otros perfiles. Sin embargo, desde el punto de vista de la técnica de prensado los perfiles con una sección transversal que se extienda uniformemente en sentido axial resultan más favorables que los perfiles de estrella. Por consiguiente, en los perfiles que se extiendan uniformemente es permisible una mayor relación entre longitud y diámetro, tanto más que el diámetro del punzón de expulsión puede estar realizado con sección transversal circular y/o casi igual al diámetro del perfil. Por consiguiente, las condiciones de introducción de la fuerza de expulsión en la pieza prensada son más favorables.
De acuerdo con la invención, ello tiene como consecuencia que en el caso de perfiles de estrella la relación L1/d0 (Fig. 2) debería ser de aproximadamente 1,0 hasta 1,2, es decir que L1 y d0 deberían ser aproximadamente iguales. En perfiles TORX® con tramo de salida han resultado convenientes relaciones L1/d0 (Figs. 26, 27) de aproximadamente 0,9 hasta 1,4, es decir que en este caso puede ser L1 en general algo mayor que d0. En el caso de perfiles hexagonales con tramo de salida se obtienen condiciones favorables de L1 (Fig. 29) respecto a d0 con aprox. 1,4 hasta 1,9, siendo d0 la medida entre esquinas según la Fig. 29, en milímetros. En el caso de perfiles Robertson se obtienen porciones anteriores favorables con L1/d0 (Fig. 30) de aprox. 1,3 hasta 1,5, siendo d0 nuevamente la medida entre esquinas, en milímetros (Fig. 30).
La invención no queda limitada a los ejemplos de realización descritos, que permiten múltiples variantes. Ello vale en primer lugar para la forma de los elementos de anclaje, siendo también concebible el empleo de dos o más elementos de anclaje por Bit, si éstos se realizaran, por ejemplo, en forma de varias espigas.
Además, las magnitudes descritas L0, L1, d0, etc. pueden dimensionarse de forma distinta a la arriba indicada a título de ejemplo. Particularmente las relaciones entre longitud y diámetro deberían elegirse siempre de tal modo que resulten superficies periféricas o de contacto lo más pequeñas posible con el molde, con objeto de conseguir favorables condiciones de rozamiento y pequeñas fuerzas de expulsión. Ulteriormente es posible, para el dimensionamiento de L0, no tomar como base la absolutamente máxima profundidad de penetración posible en cada caso. Por el contrario, para ello podría también emplearse, por ejemplo, el máximo intervalo T_{MAX}/T_{MIN} y elegirse la longitud L0 de tal modo que corresponda a un valor situado aproximadamente en el centro de dicho intervalo. Aunque entonces los tramos penetrantes no entrarán plenamente en los tornillos más grandes, sí lo harán con suficiente profundidad en las escotaduras de las cabezas de tornillo para conseguir un buen asiento. El dimensionamiento que resulte más favorable en cada caso puede determinarse fácilmente en base de las explicaciones precedentes, tanto mediante cálculo como también mediante ensayos. Concretamente, se observa que la relación L1/d0 debería ser preferentemente siempre inferior a 2,2 y de modo particularmente ventajoso inferior a 2,0. En piezas de inserción con tramo de salida han demostrado ser particularmente ventajosas incluso relaciones de L1/d0 inferiores a 1,5, quedando determinada la magnitud d0 por la cabeza de tornillo asociada en cada caso. Además, la reducida longitud L1 de acuerdo con la invención resulta no solamente ventajosa en el prensado y en el inmediatamente subsiguiente sinterizado, sino también en porciones anteriores fabricadas por inyección. En efecto, al igual que en el prensado también resulta en la inyección generalmente deseable un desmoldeo mediante un expulsor, y por tanto es conveniente una reducción de la resistencia al desmoldeo mediante reducción de la longitud. Para favorecer el proceso de inyección se adiciona a la mezcla de polvo de metal duro un porcentaje de agente de fluencia termoplástico (por ejemplo cera o plástico), que vuelve a ser extraído de la pieza bruta antes de la sinterización. Para la uniformización de la textura estructural de las piezas de inserción ha demostrado además ser importante la composición elegida de los tamaños de grano de la mezcla de polvo de metal duro. Particularmente ventajosos son escalonamientos de grano en la mezcla desde 0,5 \mum hasta 8 \mum. Finalmente, se sobreentiende que las diversas características y magnitudes pueden también emplearse en combinaciones distintas a las descritas e ilustradas.

Claims (12)

1. Pieza de inserción para destornilladores, comprendiendo una porción de accionamiento (14, 37, 45, 69) y una porción anterior (1, 1a, 58, 74, 77), fabricada por conformación o por inyección de un polvo de metal duro (28) y subsiguiente sinterización, con una longitud (L1) que presenta un tramo penetrante perfilado (2, 2a, 60, 75, 78) con una longitud de perfil (LP) y en su parte posterior un tramo de base (9, 9a, 41, 47, 66) con una longitud (LB), fijado a la porción de accionamiento (14, 37, 45, 69), caracterizada porque los fondos de ranura del tramo penetrante (2, 2a, 60, 75, 78) están vinculados con el tramo de base (9, 41, 47, 60) por medio de un tramo de salida (8, 8a, 42, 65, 76, 79), destinado a evitar desfavorables distribuciones de presión durante la conformación y curvado radialmente hacia fuera,
-
resultando una longitud (LA) del tramo de salida, medida en el sentido del eje longitudinal, de la diferencia entre la longitud de perfil (LP) y la longitud (L0) de los fondos de ranura (6), medida en el sentido del eje longitudinal (11) hasta el tramo de salida,
-
midiéndose un diámetro o medida entre esquinas (d0) del tramo penetrante en un plano, perpendicular al eje longitudinal (11), situado al final de la longitud (L0) y que comprende un punto (7, 7a ó 7b) en el que se produce la transición de los fondos de ranura (6) al tramo de salida,
-
estando comprendida la relación de medidas entre (L1) y (L0) entre 1,00 y 2,5,
-
estando comprendida la relación de medidas entre (L1) y (d0) entre 0,9 y 2,2, y
-
siendo la longitud (LB) del tramo de base como máximo de 2,5 mm.
2. Pieza de inserción para destornilladores según la reivindicación 1, caracterizada porque el tramo de base (9, 41, 47, 66) presenta una longitud (LB) de 0,5 mm hasta 2,5 mm.
3. Pieza de inserción para destornilladores según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el tramo penetrante (2, 2a, 60, 75, 78) presenta un perfil de estrella, TORX, hexagonal o de Robertson y su longitud (L0), medida hasta el tramo de salida (8, 8a, 42, 65, 76, 79), se elige, cuando un correspondiente tamaño de tornillo comprende cabezas (29) con distintas profundidades de penetración (T) exigidas o deseadas, en función de las máximas profundidades de penetración (T) mínimas y máximas exigidas para el respectivo tamaño de tornillo.
4. Pieza de inserción para destornilladores según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la mezcla de polvo de metal duro (28) posee un tamaño de grano comprendido entre 0,5 \mum y 8 \mum.
5. Pieza de inserción para destornilladores según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la porción anterior (1, 1a, 58, 74, 77) y la porción de accionamiento (14, 37, 45, 69) están vinculadas entre sí mediante pegado, soldadura blanda, compresión o soldadura.
6. Pieza de inserción para destornilladores según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la porción anterior (1, 1a, 58, 74, 77) y la porción de accionamiento (14, 37, 45, 69) están dotadas, en caras frontales enfrentadas entre sí, de elementos de anclaje (12, 31 a 34, 36, 38, 48, 49, 52, 53, 68, 72) que encajan entre sí.
7. Pieza de inserción para destornilladores según la reivindicación 6, caracterizada porque los elementos de anclaje (31 a 34, 36, 38, 48, 49, 52, 53, 68, 72) fijan la porción anterior (1, 1a, 58, 74, 77) y la porción de accionamiento (14, 37, 45, 69), sin posibilidad de giro relativo entre sí, mediante encaje positivo.
8. Pieza de inserción para destornilladores según una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizada porque los elementos de anclaje (31 a 34, 36, 38, 48, 49, 52, 53, 56, 68, 72) presentan secciones transversales no circulares.
9. Pieza de inserción para destornilladores según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque los elementos de anclaje consisten de una parte (31, 36, 52) sobresaliente de una cara frontal de la porción anterior (1) y de una escotadura (32, 37, 53) practicada en una cara frontal de la porción de accionamiento (14).
10. Pieza de inserción para destornilladores según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque los elementos de anclaje consisten de una parte (34, 48) sobresaliente de una cara frontal de la porción de accionamiento (14) y de una escotadura (33, 49) practicada en una cara frontal de la porción anterior (1, 1a).
11. Pieza de inserción para destornilladores según una o varias de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el elemento de anclaje y las escotaduras están adaptados entre sí de tal modo, en cuanto a forma y medidas, que mediante compresión de ambas partes se obtenga una conexión de fuerza y/o forma firme, centradora coaxialmente de ambas partes, para la transmisión de pares de giro.
12. Pieza de inserción para destornilladores según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la porción anterior (1, 1a, 1b, 58, 74, 77) se fabrica mediante prensado.
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