ES2297105T3 - Fiador que tiene rosca multilobulada. - Google Patents

Abstract

Un fiador roscado que comprende un fuste que tiene una forma (130) de guía que se extiende alrededor del fuste, comprendiendo la forma de guía diversas porciones (134) de realce y porciones (136) de base, caracterizado porque: - cada porción (134) de realce tiene una primera porción (148), una segunda porción (150) y una tercera porción (152), - la cresta (138) de la forma (130) de guía a lo largo de las porciones (136) de base tiene una primera altura (158) y una segunda altura (160) a lo largo de la segunda porción (150) de las porciones (134) de realce, siendo mayor la segunda altura (160) que la primera altura (158), - la altura de la tercera porción (152) de cada realce (134) disminuye hacia la base (136) adyacente a ella, con un ritmo de cambio en altura que es no lineal.

Description

Fiador que tiene rosca multilobulada.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere generalmente al campo de los fiadores y, más particularmente, a un fiador roscado que tiene al menos una forma de guía con múltiples realces para proporcionar propiedades mejoradas de inserción y extracción.

En el campo de los fiadores, particularmente fiadores roscados, se conoce y está disponible actualmente una amplia variedad de configuraciones. En general, los fiadores roscados presentan un fuste roscado en el que están formadas una o más guías. Las guías crean un plano helicoidal inclinado que contacta con superficies conjugadas de uno o más componentes mecánicos a medida que el fiador es rotado para inserción o retirada. Diversos diseños de fiador roscado se han adaptado específicamente para uso con diversos materiales, tales como madera, metales, materiales compuestos, cemento, y demás.

En los fiadores roscados más convencionales, está formada una cabeza en el extremo del fuste roscado para facilitar la rotación del fiador dentro y fuera de una aplicación. El propio fuste presenta una punta inferior opuesta a la cabeza, con la guía de la rosca estando formada alrededor del fuste. Las características de la guía determinan tanto el momento torsor requerido para insertar el fiador en la aplicación, como el momento torsor requerido para retirar el fiador, como la fuerza que resiste la extracción del fiador una vez en posición. En las aplicaciones más convencionales, la rosca es uniforme en forma sobre todo el fuste, proporcionándose una reducción en altura en ciertas aplicaciones, tales como para tornillos de metal o madera.

Se han desarrollado fiadores de especialidad que presentan una diversidad de rasgos a lo largo de la guía. Por ejemplo, se han desarrollado tornillos que tienen aristas o depresiones a lo largo de la guía, tales como para penetrar en ciertos materiales durante la inserción. En general, sin embargo, estos diseños han presentado menos flexibilidad y un rendimiento menos que óptimo en uso. Hay todavía una necesidad, por lo tanto, de fiadores mejorados que se pueden adaptar para materiales y propósitos particulares, a través de un diseño de guía creativo. Hay una particular necesidad de fiadores que presentan características de momento torsor de inserción relativamente constante o uniforme, con resistencia excelente de extracción, y que se pueden fabricar de modo barato y sencillo. Hay también una necesidad de una técnica para posibilitar que las alturas de diversas porciones de una forma de guía se varíen a lo largo de sus longitudes, así como que varíen los ritmos de cambio de las alturas. El documento US-A-5110245 (compárese el preámbulo de la presente reivindicación 1) muestra un fiador roscado formado de acuerdo con esto.

Sumario de la invención

La presente invención definida por la reivindicación 1 proporciona un fiador mejorado con respecto a características de corte. El fiador presenta una guía que incluye múltiples realces (porciones de realce) separados por rebajes (porciones de base). Los realces pueden ser idénticos entre sí a lo largo de toda la longitud de la guía, o se pueden variar para proporcionar las características deseadas. Por ejemplo, el principio de guía de los realces no necesita ser idéntico al final de guía, y el principio de guía y el final de guía de los realces a lo largo de la longitud de las guías puede variar. Similarmente, la longitud, la altura y la forma de los realces pueden variar a lo largo de la longitud de las guías. Cuando se proporciona más de una guía, se puede proporcionar el solapamiento entre los realces formados en la guía como para mantener un momento torsor generalmente uniforme durante la inserción del fiador en una aplicación. Los rebajes entre los realces también ofrecen lugares en los que se puede permitir que se recojan ciertos materiales, tales como plásticos de flujo frío, yeso o cemento, y demás. El final de guía de los realces se puede formar como para proporcionar resistencia mejorada de extracción.

Los fiadores diseñados de acuerdo con las presentes técnicas se pueden usar en una amplia diversidad de aplicaciones. Están particularmente bien adaptados, sin embargo, a aplicaciones en las que el fiador actúa de interfaz directamente con uno o más materiales que han de ser asegurados, tales como cemento, metales, plásticos, madera y otros materiales compuestos. La configuración global de las guías y realces se puede adaptar específicamente a tales materiales, y al nivel deseado de resistencia de extracción de momento torsor de inserción, y demás. Los fiadores están particularmente adaptados, lo que es más, para producción en masa, tal como a través de operaciones de formación de rosca por laminación.

Breve descripción de los dibujos

Las ventajas que anteceden y otras de la invención se pondrán de manifiesto tras leer la siguiente descripción detallada y tras referencia a los dibujos, en los que:

la figura 1 es una vista en perspectiva de un fiador roscado de acuerdo con aspectos de la presente técnica;

la figura 1A es una vista en corte a través del fiador ilustrado en la figura 1 que muestra la configuración de realces formados en las dos guías de la realización de la figura 1;

la figura 2 es un diagrama que ilustra una guía ejemplar de un fiador tal como el ilustrado en la figura 1;

la figura 3 es un diagrama que ilustra una configuración ejemplar de dos guías para un fiador tal como el ilustrado en la figura 1 de acuerdo con aspectos particulares de la presente técnica;

la figura 4 es un diagrama que ilustra la evolución de las características de una guía para un fiador del tipo ilustrado en la figura 1 de acuerdo con aspectos de la presente técnica;

la figura 5 es un diagrama similar al de las figuras 2, 3 y 4, que ilustra una configuración particularmente preferida de un fiador de doble guía de acuerdo con aspectos de la presente técnica;

la figura 6 es una vista en planta de dos guías, mostradas extendidas verticalmente, que ilustra el solapamiento entre porciones de las guías;

la figura 7 es una vista en planta de una porción de una herramienta usada al formar una matriz para mecanizar los fiadores, ilustrado tal tipo en la figura 6, en una operación de roscado por laminación;

la figura 8 es una vista en alzado de una cara de una matriz ejemplar formada a través del uso de una herramienta tal como la ilustrada en la figura 7;

la figura 9 es un organigrama que ilustra pasos ejemplares en un proceso de fabricación para crear fiadores de acuerdo con la presente técnica a través de la mecanización por descarga eléctrica de matrices, y la formación por laminación de roscas de realces múltiples;

la figura 10 es una vista en perspectiva de una configuración alternativa para un fiador de acuerdo con aspectos de la presente técnica que tiene una única guía;

la figura 11 es una representación gráfica de momentos torsores encontrados para la inserción de un fiador de doble guía de acuerdo con los aspectos de la presente técnica;

la figura 12 es una vista en perspectiva de una forma de guía de un fiador roscado, de acuerdo con la presente invención;

la figura 12A es una vista en corte a través de la forma de guía de la figura 12, tomada generalmente a lo largo de la línea 12A-12A de la figura 12;

la figura 12B es una vista en corte a través de la forma de guía de la figura 12, tomada generalmente a lo largo de la línea 12B-12B de la figura 12;

la figura 13 es una vista desde arriba de la forma de guía de la figura 12; y

la figura 14 es una vista lateral de la forma de guía de la figura 12.

Descripción detallada de realizaciones específicas

Volviendo ahora a las figuras, y haciendo referencia primero a la figura 1, se ilustra y se designa generalmente mediante el número de referencia 10 un fiador ejemplar formado no de acuerdo con la presente invención. El fiador 10 incluye una cabeza 12, una punta 14 y una sección 16 de fuste roscado. Cualquier porción adecuada de punta o de cabeza se puede emplear en el fiador, tal como la cabeza hexagonal ilustrada en la figura 1. La porción de punta puede ser similar en diámetro a la porción de fuste roscado, o puede estar perfilada, tal como para facilitar la inserción en ciertos materiales.

En la realización ilustrada, el fiador 10 tiene una o más guías que están configuradas de acuerdo con aspectos de la presente técnica. En la realización ilustrada en la figura 1, se proporcionan dos guías tales 18 y 20 y tienen configuraciones idénticas o similares, desplazadas 180 grados en lugares correspondientes a lo largo del fuste 16. Como se describe posteriormente, las configuraciones también pueden ser diferentes entre las guías múltiples, cuando se proporcionan tales guías múltiples, y las configuraciones pueden evolucionar a lo largo de la longitud de cada guía. Incluso cuando se proporciona una única guía, como se discute posteriormente, los rasgos formados a lo largo de la única guía pueden evolucionar entre la punta 14 y la cabeza 12. En general, cada guía presenta una base 22 y una serie de realces 24 que se levantan desde la base. Las formas particulares de las bases y los realces proporcionados en las guías, y métodos favorecidos actualmente para formar estos rasgos, se describen con más detalle posteriormente.

La figura 1A ilustra una vista en corte a través del fiador de la figura 1. Como se muestra en la figura 1A, los realces 24 formados a lo largo del fuste del fiador están posicionados el uno con respecto al otro para proporcionar un patrón deseado para la entrada y salida de los realces en un material que se está sujetando. En particular, los realces 24 formados en la guía 18 están posicionados como para corresponderse con rebajes formados entre los realces en la guía 20. Como se describe de forma más completa posteriormente, se ha descubierto que la configuración ilustrada de lugares correspondientes para rebajes y realces en el fiador de doble guía facilita la inserción, perfecciona la resistencia de extracción y proporciona lugares en los que los materiales pueden sedimentar o fluir. También se puede observar a partir de la ilustración de la figura 1A que, en la configuración preferida actualmente, dos realces 24 están situados para cada revolución de las guías 18 y 20, estando los realces descentrados el uno del otro 180 grados.

La figura 2 ilustra un perfil ejemplar de rosca para una de las guías en un fiador del tipo ilustrado en la figura 1. En el diagrama de la figura 2, el número de referencia 26 se refiere a la raíz de la rosca, mientras que el número de referencia 28 se refiere al propio perfil de cresta de rosca. En aras de la ilustración, se ilustran múltiples perfiles de base, incluyendo una primera base 30, una segunda base 32 y una tercera base 34. A lo largo de la longitud del perfil 28 de rosca, estas bases pueden ser denominadas como rasgos sucesivos N, N+1 y N+2. Similarmente, una serie de realces están formados entre las bases, incluyendo un primer realce 36 adyacente a la base 30, un segundo realce 38 adyacente a la base 32, y un tercer realce 40 adyacente a la base 34. Estos realces, también, se pueden denominar como rasgos sucesivos N, N+1 y N+2. En la realización ilustrada en la figura 2, generalmente cada una de las bases 30, 32 y 34 son idénticas entre sí, mientras que similarmente cada uno de los realces 36, 38 y 40 son idénticos entre sí. Esto es, la longitud, altura, forma y rasgos adyacentes de cada una de estas bases y realces son similares entre los niveles sucesivos N, N+1 y N+2.

Aunque los rasgos idénticos a lo largo del perfil de rosca pueden ser altamente deseables en ciertas aplicaciones, la presente técnica también permite que los rasgos se varíen a lo largo de la longitud de la guía. En la realización ilustrada en la figura 2, por ejemplo, cada realce presenta un perfil de principio de guía y un perfil de final de guía que se pueden hacer a la medida para aplicaciones específicas, tales como proporcionar un momento torsor de inserción y una resistencia de extracción deseados. En la realización ilustrada en la figura 2, por ejemplo, el realce 36 en el nivel N tiene un principio de guía 42 y un final de guía 44, mientras que los realces 38 y 40 en los niveles N+1 y N+2 principios de guía 46 y 50 respectivamente y finales de guía 48 y 52 respectivamente. Como se describe con más detalle posteriormente, estos rasgos se pueden alterar a lo largo de la longitud del fiador para proporcionar características diferentes, tales como para un momento torsor de inserción cerca de la punta del fiador con más momento torsor de inserción a medida que el fiador se inserta progresivamente o viceversa. Similarmente, la resistencia de extracción se puede variar alterando los mismos perfiles de principio de guía y de final de guía. Como se apreciará por los expertos en la técnica, en general, el perfil de principio de guía tendrá un mayor efecto en el momento torsor de inserción, mientras que el perfil de final de guía tendrá un mayor efecto sobre la resistencia de extracción.

Otros rasgos del perfil 28 de rosca ilustrado en la figura 2 también se pueden adaptar para aplicaciones específicas. A modo de ejemplo, cada base 30, 32 y 34 tiene una longitud, tal como la longitud 54 ilustrada para la base 32, que se puede alterar a lo largo de la longitud del fiador. Esto es, las bases en los niveles en N+1 y N+2 pueden diferir entre sí, cuando se desee. Similarmente, cada realce 36, 38 y 40 tiene una longitud predeterminada, representada por el número de referencia 56 para el realce 38, que se puede adaptar y variar a lo largo de la longitud del fiador entre los respectivos perfiles de principio de guía y de final de guía. Lo que es más, la altura de las bases, como se indica con el número de referencia 58, se puede alterar, como lo puede hacer la altura 60 de los realces. Otros rasgos, tales como la configuración y la forma de los realces y las bases, también se pueden cambiar o pueden evolucionar a lo largo de la longitud del fiador como se describe con más detalle posteriormente.

Cuando en el fiador se proporciona más de una guía, los rasgos a lo largo de cada guía se pueden simplemente repetir, o pueden evolucionar por separado a lo largo de sus longitudes, y los rasgos se pueden posicionar generalmente para corresponderse unos con otros de maneras predeterminadas a lo largo de la longitud del fuste. La figura 3 ilustra, por ejemplo, perfiles de un par de guías 62 y 64, presentando cada una bases y realces como se describió anteriormente con referencia a la figura 2. Además de permitir la adaptación o hechura a la medida de los realces y las bases a lo largo de la longitud de cada guía, las posiciones de estos rasgos se pueden proporcionar de maneras correspondientes, tal como para proporcionar un solapamiento 66 entre regiones de principio de guía y de final de guía, u otras regiones de las guías, y separaciones 68 entre tales rasgos. Por ejemplo, cuando se proporcionan dos guías, las porciones de final de guía de los realces de una guía pueden estar posicionadas para corresponderse con porciones de final de guía de los realces de la segunda guía. De este modo, se puede alcanzar un momento torsor de inserción relativamente uniforme alternando el realce que se está llevando adentro del material que se ha de sujetar entre las dos guías. Al mismo tiempo, los múltiples finales de guía de los realces de cada guía ayudan, juntos, a resistir la extracción.

La figura 4 ilustra una realización ejemplar de un perfil de guía en el que los rasgos que incluyen las bases y los realces evolucionan a lo largo de la longitud de la guía. Como se muestra en la figura 4, una primera base 30 en un nivel N a lo largo de la guía se une a un primer realce 36 en el nivel N mediante un principio de guía 42. El realce 36 se une después a una segunda base 32 en un nivel N+1 mediante un final de guía 44. A medida que la guía continúa, después, los realces 38 y 40 se unen a las bases 32 y 34 mediante unos principios de guía 46 y 50 respectivamente, terminando los realces 38 y 40 en unos finales de guía 48 y 52 respectivamente. En cada nivel N, N+1 y N+2, entonces, se pueden proporcionar diferentes ángulos y formas para que los principios de guía y los finales de guía proporcionen las características deseadas de resistencia a la extracción y de inserción descritas anteriormente.

Como se ilustra en la figura 5, en una configuración presente, particularmente preferida, los perfiles de principio de guía de un fiador de doble guía se corresponden en lugar alrededor del fuste con lugares de los perfiles de final de guía de la segunda guía. Lo que es más, como se muestra en la figura 5, se ha encontrado que un ángulo de principio de guía relativamente suave, tal como 15 grados, facilita la inserción del fiador en aplicaciones. Se ha encontrado una resistencia excelente de extracción con ángulos de final de guía que son relativamente empinados, del orden de 45 grados en la realización ilustrada en la figura 5. De este modo, como se observó anteriormente, los perfiles de principio de guía y de final de guía no necesitan ser idénticos entre sí, y los perfiles optimizados, tal como una configuración de 15 grados/45 grados de la figura 5, se pueden encontrar óptimos para ciertas aplicaciones.

La figura 6 ilustra un par de guías para un fiador del tipo mostrado en la figura 1, provisto de bases y realces que se corresponden unos con otros en lugar y se solapan como se ilustra generalmente en la figura 3. Los números de referencia en la primera guía 62 están etiquetados para corresponderse con esos rasgos ilustrados en la figura 2, incluyendo las bases 30, 32 y 34 y los realces 36 y 38. A lo largo de la segunda guía 64 se proporcionan bases y realces similares o idénticos. En la vista en planta de la figura 6, sin embargo, se puede ver que la forma, a la que se hace referencia generalmente mediante el número de referencia 70, de cada guía puede evolucionar a lo largo de la longitud de la guía entre la cabeza y la punta del fiador. A modo de ejemplo, la anchura 72 de cada realce puede ser idéntica a lo largo de la longitud de la guía, o se puede variar. Similarmente, la forma 74 de principio de guía se puede modificar para proporcionar las características deseadas de rendimiento, particularmente el momento torsor de inserción. La forma 76 de final de guía se puede hacer a la medida de una manera similar. En general, estos rasgos se pueden contornear, angular o adaptar de otro modo y, como se mencionó anteriormente, no necesitan ser idénticos a lo largo de la longitud de las guías.

Se pueden emplear diversas técnicas para fabricar fiadores de acuerdo con los rasgos descritos anteriormente. En un método preferido actualmente, se emplea la mecanización por descarga eléctrica (EDM) para crear matrices que después se usan para roscar por laminación tochos de fiador. Para facilitar la creación de las matrices, se usan procesos de EDM para crear los rasgos que evolucionan a lo largo de la longitud de una matriz de formación de rosca por laminación del tipo conocido generalmente en la técnica. La figura 7 ilustra un proceso ejemplar de mecanización para una herramienta de EDM usada en esta técnica. Como se muestra en la figura 7, la herramienta, designada generalmente por el número de referencia 78, se puede formar de cualquier material adecuado, típicamente grafito para procesos de EDM. La herramienta presenta realces 80 generalmente similares a los realces que se formarán en el fiador resultante, y bases 82 similares a las bases de las guías deseadas en el fiador. Cuando se desea la evolución de los rasgos a lo largo de la longitud de las roscas, éstas evolucionarán similarmente a lo largo de la longitud de los realces y las bases formados en la herramienta de EDM. La creación de los realces y las bases se realiza de cualquier manera adecuada, tal como a través de operaciones de fresado como se ilustra en la figura 7. En la realización de la figura 7, los rasgos se forman mediante fresado radial a lo largo de unas pastillas 84, 86, 88 y 90 de herramienta para formar los perfiles de guía y los espacios que separan las guías. Operaciones similares de mecanización se realizan a lo largo de toda la superficie de la herramienta de EDM según se necesite, dependiendo del tamaño de la matriz resultante.

La figura 8 ilustra una matriz para roscar por laminación un fiador, formada a través del uso de una herramienta tal como la mostrada en la figura 7. Como se apreciará por los expertos en la técnica, tales matrices de roscado por laminación, que se designan generalmente por el número de referencia 92 en la figura 8, incluyen una sección 94 de afilado y una sección 96 de formación de rosca. Se forman hendiduras o estriaciones a lo largo de la matriz, como se muestra en líneas discontinuas en la figura 8, para facilitar el arrastre del tocho de fiador a lo largo de la matriz. Como también se apreciará por los expertos en la técnica, tales matrices se emplean típicamente en parejas, siendo estacionaria una matriz y oscilando una segunda matriz para arrastrar y rotar el tocho de fiador entre ellas y para formar las roscas. Mediante un proceso de EDM de inmersión, entonces, se forman rasgos a lo largo de la matriz que se corresponden con los realces y las bases de la guía de fiador. A través del uso de una herramienta 78 como se ilustra en la figura 7, entonces, una matriz como se ilustra en la figura 8 presentará una serie de rebajes lineales, incluyendo rebajes 98 relativamente más profundos que se corresponden con los realces deseados a lo largo de las guías, y rebajes 100 relativamente más superficiales que se corresponden con las bases a lo largo del perfil de guía. Se ha encontrado que el uso de procesos de EDM de inmersión para formar las matrices para los presentes perfiles de fiador facilita enormemente la producción de las matrices y la formación de los perfiles deseados a lo largo del fiador, particularmente cuando estos perfiles se pueden variar.

La figura 9 es un organigrama que ilustra pasos ejemplares en un proceso para formar matrices y fiadores de acuerdo con aspectos de la técnica descrita anteriormente. El método, designado generalmente por el número de referencia 102 en la figura 9, empieza con la mecanización de la herramienta de EDM en el paso 104. De nuevo, el paso 104 puede incluir cualesquiera procesos de mecanización adecuados, tales como el fresado de los rasgos deseados en el fiador resultante. Como paso 106, las matrices de laminación de rosca se forman mediante procesos de EDM de inmersión para crear los rebajes progresivos de formación de rosca como se describió anteriormente con referencia a la figura 8. En el paso 108 se forman tochos de fiador. Como se apreciará por los expertos en la técnica, tales tochos incluyen típicamente una dimensión de fuste no roscado para proporcionar suficiente material para las roscas que se labran a partir del fuste durante la operación de laminación de rosca. Finalmente, en el paso 110, las roscas multirealce se laminan sobre los tochos a través del uso de matrices especialmente adaptadas tales como la ilustrada en la figura 8.

La figura 10 ilustra una realización alternativa de acuerdo con aspectos de la técnica que antecede, en la que se proporciona una única guía. Aunque la configuración de doble guía proporciona excelentes características de momento torsor, en ciertas aplicaciones se pueden incorporar con una única guía aspectos de la presente técnica. De este modo, en la realización de la figura 10, en lugar de guías separadas 18 y 20, los números de referencia se refieren a vueltas de la misma guía. Para perfeccionar el momento torsor de inserción y la resistencia a la extracción, sin embargo, se pueden incorporar en el fiador de una sola guía las enseñanzas que anteceden con respecto a la presencia de realces 24 y a la configuración de los realces, diferencias entre realces, diferencias entre perfiles de principio de guía y de final de guía, y demás.

Como se observó anteriormente, la presente técnica proporciona un excelente momento torsor de inserción y una alta resistencia a la extracción. La figura 11 ilustra un momento torsor de inserción ejemplar de un fiador que tiene dos guías con rebajes y realces situados correspondientemente como se describió anteriormente. Como se muestra en la figura 11, el número de referencia 120 se refiere a una curva de momento torsor para momentos torsores de inserción a medida que el fiador se inserta en un material de base. Como se ilustra en la figura, la curva de momento torsor empieza a un nivel bastante bajo 122 a medida que el fiador se empieza a insertar. Después de ello, el momento torsor aumenta algo dentro de un intervalo medio 124, pero permanece relativamente constante en comparación con fiadores lobulados convencionales. Aunque se puede encontrar alguna ondulación cuando los realces inician la entrada en el material, se ha encontrado que tales cambios en el momento torsor de inserción son extremadamente mínimos. Como también se observó anteriormente, la presente técnica proporciona un fiador que tiene una resistencia excelente a la extracción. Se ha encontrado, en particular, que se pueden obtener proporciones por encima de 1:1 a través de la presente técnica (es decir, extracción con respecto a momentos torsores de inserción). Aunque los fiadores convencionales pueden obtener proporciones del orden de 0,8:1, los ensayos han indicado que los fiadores de doble guía configurados de acuerdo con las enseñanzas que anteceden pueden obtener proporciones del orden de 1,1:1 (en materiales tales como el nylon) y superiores.

Las características de rendimiento de una forma de guía se pueden definir por las alturas y anchuras de las diversas porciones de la forma de guía, así como por sus respectivos ritmos de cambio. Una realización de una forma 130 de guía para un fiador roscado de acuerdo con la presente invención se ilustra en las figuras 12-14. La forma 130 de guía de esta realización ilustra la capacidad de la técnica descrita anteriormente para variar las alturas y anchuras de diversas porciones de una forma de guía, así como sus respectivos ritmos de cambio. En la realización ilustrada, la forma 130 de guía tiene dos porciones simétricas 132. Sin embargo, la forma 130 de guía puede ser no simétrica. La forma ilustrada 130 de guía tiene una serie de realces 134 que se extienden desde una serie de bases 136. La serie de bases 136 refuerzan la serie de realces 134 y pueden no interactuar con una pieza de trabajo a medida que el fiador es roscado en la pieza de trabajo. Además, la serie de bases 136 proporciona un volumen para el flujo de material de fiador durante el proceso de laminación de rosca. Los realces 134 formados a lo largo del fuste del fiador están posicionados unos con respecto a otros para proporcionar un patrón deseado para la entrada y salida de los realces en un material.

En la realización ilustrada, cada realce 134 tiene una correspondiente base 136. La serie de realces 134 y bases 136 tiene una cresta 138. Con fines de referencia, cada pareja de realce 134 y base 136 tiene un primer extremo 140 y un segundo extremo 142. El segundo extremo 142 de una pareja de realce y base es el primer extremo 140 de una subsiguiente pareja de realce 134 y base 136, y así sucesivamente. Como se describe de forma más completa posteriormente, el fiador roscado se puede fabricar teniendo la forma 130 de guía una pluralidad de orientaciones alrededor del fuste del fiador. Con una primera orientación, el fiador está fabricado con la forma 130 de guía extendiéndose helicoidalmente alrededor del fiador de tal manera que los primeros extremos 140 están orientados hacia la punta del fiador. Con una segunda orientación, el fiador roscado está fabricado con la forma 130 de guía extendiéndose helicoidalmente alrededor del fiador en una dirección opuesta, de tal manera que los segundos extremos 142 de la forma de guía están orientados hacia la punta. Se ha encontrado que tener la forma 130 de guía orientada con la primera orientación proporciona características deseables para la inserción del fiador roscado en ciertos materiales, tales como cemento, mientras que orientar la forma de guía con la segunda orientación proporciona características deseables para la inserción del fiador roscado en materiales distintos al cemento, tales como aluminio y otros materiales duros.

Con la primera orientación de la forma 130 de guía, la forma 130 de guía se propaga en una primera dirección durante la inserción del fiador, como se representa mediante la primera flecha 144. Con la segunda orientación de la forma 130 de guía, la forma 130 de guía se propaga en una segunda dirección durante la inserción del fiador, como se representa mediante la segunda flecha 146. En la realización ilustrada, se presenta un rasgo afilado continuo al material durante la inserción del fiador por tener una pluralidad de realces 134 situados a lo largo de la longitud del fiador. Además, en la realización ilustrada, cada realce tiene al menos una superficie de corte orientada para cortar en una primera dirección y al menos una superficie de corte orientada para cortar en una segunda dirección, siendo la segunda dirección opuesta a la primera dirección.

En la realización ilustrada, cada realce 134 tiene una primera porción 148, una segunda porción 150 y una tercera porción 152. La primera porción 148 es la porción de principio de guía del realce 134 y la tercera porción 152 es la porción de final de guía cuando la forma 130 de guía está orientada con la primera orientación. Con la primera orientación, la primera porción 148 y la segunda porción 150 de cada realce 134 se combinan para formar un primer rasgo 153 de corte a lo largo de la cresta 138 de la forma 130 de guía. Además del primer rasgo 153 de corte, las porciones primera y segunda definen unos primeros bordes 154 de corte. Los primeros bordes 154 de corte se extienden desde el primer rasgo 153 de corte hacia la raíz 26 de la rosca en cada porción simétrica 132 de la forma 130 de guía. El primer rasgo 153 de corte mantiene un borde a medida que las porciones segunda y tercera del realce se desgastan durante la inserción del fiador en el material. Los primeros bordes 154 de corte se usan para perforar el material. En la realización ilustrada, los primeros bordes 154 de corte se extienden desde la raíz hasta la cresta 138 y están inclinados hacia la primera dirección de propagación 144 de la forma 130 de guía. Además, en esta realización, los primeros bordes 154 de corte están curvados debido a la forma generalmente no lineal de la tercera porción y a la forma generalmente lineal de la segunda porción.

La tercera porción 152 es la porción de principio de guía del realce 134 y la primera porción 148 es la porción de final de guía cuando la forma 130 de guía está orientada con la segunda orientación. La segunda porción 150 y la tercera porción 152 también se combinan para formar un segundo rasgo 155 de corte y unos segundos bordes 156 de corte. Los segundos bordes 156 de corte se extienden desde el segundo rasgo 155 de corte hacia la raíz 26 de la rosca en cada porción simétrica 132 de la forma 130 de guía. El segundo rasgo 155 de corte y los segundos bordes 156 de corte son superficies de corte cuando la forma de guía está orientada con la segunda orientación. Teniendo una pluralidad de realces 134 a lo largo de la longitud del fiador, que tienen cada uno rasgos de corte y bordes de corte cuando están orientados en cualquier dirección, se presenta un rasgo afilado continuo al material a medida que se inserta el fiador.

En la realización ilustrada, las alturas y las anchuras de las diversas porciones de la forma 130 de guía varían entre las diversas porciones de cada realce 134 y cada base 136. Como se ilustra mejor en las figuras 12A y 12B, la cresta 138 tiene una primera altura 158 a lo largo de la base 136 y una segunda altura 160 a lo largo de la segunda porción 150 de cada realce 134. La primera altura 158 es más baja que la segunda altura 160. La segunda altura 160 define el diámetro exterior del fiador roscado. Como se ilustra mejor en las figuras 12 y 14, la altura de la cresta 138 se levanta a través de la primera porción 148 de cada realce 134 hasta la segunda porción 150. En la realización ilustrada, el ritmo de cambio en la altura de la primera porción 148 es preferiblemente no lineal, al menos en la región de la primera porción 148 adyacente a la segunda porción 150 del realce 134. El cambio no lineal en altura de la primera porción 148 produce un borde de corte más afilado en el primer rasgo 153 de corte de lo que lo haría un cambio lineal en altura. La altura de la tercera porción 152 de cada realce 134 disminuye hacia la base 136 adyacente a la tercera porción 152 del realce 134. El ritmo de cambio en altura de la tercera porción es no lineal. Además, el ritmo de cambio en la altura de la tercera porción es mayor que el cambio en altura de la primera porción en la realización ilustrada. La diferencia en los ritmos de cambio de las alturas de las porciones primera y tercera produce diferentes características de corte entre los rasgos primero y segundo de corte.

Como se ilustra mejor en las figuras 12A y 12B, cada base 136 tiene una primera anchura 162 y la segunda porción del realce 134 tiene una segunda anchura 164. La primera anchura 162 es menor que la segunda anchura 164. Como se ilustra mejor en la figura 14, la anchura de la primera porción 148 del realce 134 aumenta hacia la segunda porción 150 del realce 134. En esta realización, el ritmo de cambio en la anchura de la primera porción 148 es preferiblemente no lineal. La anchura de la tercera porción 152 de cada realce 134 disminuye hacia la base 136 adyacente a la tercera porción 152 del realce 134. En esta realización, el ritmo de cambio en la anchura de la tercera porción 152 también es preferiblemente no lineal. En la realización ilustrada, el ritmo de cambio en la anchura de la tercera porción 152 de cada realce también es mayor que el de la primera porción 148 del realce 134, posibilitando por ello diferencias adicionales en las características de momento torsor de inserción y resistencia de extracción del fiador con las orientaciones primera y segunda.

En la realización ilustrada, cada porción del realce 134 y cada base 136 tiene un par de caras simétricas 166 situadas en sus superficies exteriores. Como se ilustra mejor en la figura 12A, cada cara 166 de cada base 136 está en ángulo con relación a su contraparte simétrica. En esta realización, las caras de cada base 136 están en ángulo a un ángulo 168 de aproximadamente 30 grados. Como se ilustra mejor en la figura 12B, cada cara 166 de la segunda porción de cada realce 134 también está en ángulo desde la cresta 138. En esta realización, las caras de cada base 136 están en ángulo a un ángulo 170 de aproximadamente 30 grados. Sin embargo, tanto el primer ángulo como el segundo pueden variar con respecto a estos valores. En ángulo de las caras 166, así como la altura de la cresta 138, en la primera porción 148 de cada realce 134 aumenta hacia la segunda porción 150 del realce 134.

En la realización ilustrada, un volumen vacío 172, como se representa mediante las líneas discontinuas, se establece por encima de cada cara 166 de cada base 136 por debajo de la altura de la segunda porción 150 del realce 134. Los residuos producidos durante la inserción del fiador en el material se recogen en el volumen vacío 172 sin afectar negativamente al momento torsor requerido para llevar las roscas de corte y de tornillo adentro del material. La primera altura 158, más baja, y la primera anchura 162 de la base 136 también reducen el área superficial de rozamiento entre el fiador y el material, reduciendo también el momento torsor de inserción. Ajustar el ritmo de cambio en el grosor de la primera porción 148 del realce 134 afecta directamente al momento torsor requerido para instalar el fiador roscado en el material de objeto. Además, el ángulo 170 de la segunda porción 150 define el ángulo de rosca acabado del agujero perforado en el material.

Aunque la invención puede ser susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, se han mostrado a modo de ejemplo en los dibujos y se han descrito en detalle aquí realizaciones específicas. Sin embargo, se debe entender que la invención no está destinada a estar limitada a la forma particular divulgada. Por el contrario, la invención debe cubrir todas las modificaciones que caen dentro del alcance de la invención como se define por las siguientes reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

1. Un fiador roscado que comprende un fuste que tiene una forma (130) de guía que se extiende alrededor del fuste, comprendiendo la forma de guía diversas porciones (134) de realce y porciones (136) de base, caracterizado porque:

- cada porción (134) de realce tiene una primera porción (148), una segunda porción (150) y una tercera porción (152),

- la cresta (138) de la forma (130) de guía a lo largo de las porciones (136) de base tiene una primera altura (158) y una segunda altura (160) a lo largo de la segunda porción (150) de las porciones (134) de realce, siendo mayor la segunda altura (160) que la primera altura (158),

- la altura de la tercera porción (152) de cada realce (134) disminuye hacia la base (136) adyacente a ella, con un ritmo de cambio en altura que es no lineal.

2. El fiador según la reivindicación 1, en el que la porción (136) de base tiene una primera anchura (162) y la segunda porción (150) de forma de guía de la porción (134) de realce tiene una segunda anchura (164), siendo mayor la segunda anchura que la primera anchura, en el que la tercera porción (152) de forma de guía de la porción (134) de realce tiene una anchura cambiante, siendo no lineal el cambio en anchura de la tercera porción de forma de guía.

3. El fiador según la reivindicación 2, en el que la primera porción (148) de la porción (134) de realce, adyacente a la segunda porción (150) de forma de guía en un lado opuesto de la tercera porción (152) de forma de guía, tiene una altura cambiante, en el que el cambio en altura de las primeras porciones (148) de forma de guía es no lineal.

4. El fiador según la reivindicación 3, en el que el cambio en altura de la primera porción (148) de forma de guía de la porción (134) de realce es menor que el cambio en altura de la tercera porción (152) de forma de guía.

5. El fiador según la reivindicación 3, en el que la primera porción (148) del realce (134) de guía tiene una anchura cambiante, en el que el cambio en anchura es no lineal.

6. El fiador según la reivindicación 5, en el que el cambio en anchura de la tercera porción (152) del realce (134) es mayor que la de la primera porción (152) del realce.

7. El fiador según la reivindicación 1, en el que las porciones (150-152) segunda y tercera de forma de guía del realce (134) definen un borde (156) de corte.

8. El fiador según la reivindicación 1, en el que las porciones segunda (150) y primera (148) de forma de guía del realce (134) definen un borde (154) de corte.

9. El fiador según la reivindicación 1, en el que la forma de guía es helicoidal.

10. El fiador de una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la forma (30) de guía tiene una dirección de propagación (144) durante la inserción del fiador en un material, que comprende una pluralidad de realces (134) que se extienden a lo largo de él, comprendiendo cada realce:

una raíz (26),

una cresta (138), y

un primer borde (154) de corte que se extiende desde la raíz (26) hacia la cresta (138), estando el primer borde (154) de corte en ángulo hacia la dirección de propagación del realce.

11. El fiador según la reivindicación 11, en el que el primer borde (154) de corte está curvado a lo largo de una superficie del realce.

12. El fiador según la reivindicación 10, en el que el primer borde (154) de corte de cada uno de la pluralidad de realces es una interfaz de una superficie no lineal y una superficie lineal.

13. El fiador de una de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende una pluralidad de realces (134) que se extienden a lo largo del fuste roscado, teniendo cada realce (134) una primera superficie (153) de corte y una segunda superficie (155) de corte, en el que las superficies primera y segunda de corte están adaptadas para cortar en direcciones opuestas de propagación.