ES3069583T3 - Fastener with drill pilot and reversed threaded regions - Google Patents

Abstract

Un elemento de fijación incluye un vástago (100) con una sección piloto (110) y una sección roscada (113). La sección piloto incluye una punta de corte (111) y una sección de perforación (112); la sección roscada incluye una primera región de rosca (113) con la misma torsión que la sección de perforación y una región de rosca inversa (114). En la región de rosca inversa puede haber una cresta helicoidal (115). Una cabeza (104) en el otro extremo incluye una parte superior, como un disco, y una región socavada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Elemento de sujeción con guía de perforación y regiones roscadas invertidas

[0003] Antecedentes

[0004] Se han utilizado variaciones en el diseño de elementos de sujeción para mejorar diferentes características y rendimiento de los elementos de sujeción dependiendo del uso previsto del elemento de sujeción. En general, un elemento de sujeción de tipo tornillo incluye un vástago roscado con una punta puntiaguda en un extremo del mismo y una cabeza en el otro extremo. El cabezal tiene un rebaje para aceptar una punta de accionamiento.

[0005] El documento AU 494077 B2 muestra un elemento de sujeción de acuerdo con la técnica anterior.

[0006] El diseño del elemento de sujeción puede variar en función de si el diseño se usa como un elemento de sujeción autoperforante o se usa con un orificio preperforado, y en función del tipo de material para el que se va a utilizar el elemento de sujeción.

[0007] Sumario

[0008] En el presente documento se describe una tecnología que comprende un elemento de sujeción que tiene características que permiten asegurar elementos en madera, material compuesto u otro material y que proporcionan una cabeza avellanada mejorada. El elemento de sujeción incluye un vástago que tiene una sección piloto y una sección roscada. La sección piloto incluye una punta de corte y una sección de perforación; la sección roscada incluye una primera región de rosca que tiene la misma torsión que la sección de perforación y una región de rosca inversa. Una cabeza en el segundo extremo incluye una porción superior tal como un disco y una región socavada. Este sumario se proporciona para introducir una selección de conceptos en una forma simplificada que se describen adicionalmente a continuación en la descripción detallada.

[0009] Breve descripción de los dibujos

[0010] La figura 1 representa una vista en perspectiva de una primera realización de un elemento de sujeción de acuerdo con la presente tecnología.

[0011] La figura 2 representa una vista en planta de una primera realización de un elemento de sujeción de acuerdo con la presente tecnología.

[0012] La figura 3 representa una vista de extremo de una primera realización de un elemento de sujeción de acuerdo con la presente tecnología.

[0013] La figura 4 representa una vista en sección transversal parcial a lo largo de la línea b-b en la figura 3.

[0014] La figura 5 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea c-c de la figura 2.

[0015] La figura 6 es una vista en planta del elemento de sujeción de acuerdo con la presente tecnología.

[0016] Descripción detallada

[0017] La tecnología descrita en el presente documento es un elemento de sujeción que tiene características que permiten asegurar elementos en madera, material compuesto u otro material y que proporcionan una cabeza avellanada mejorada. El elemento de sujeción se usa ventajosamente en materiales compuestos y en aplicaciones que usan los materiales compuestos montados en un marco de acero. Un ejemplo de este tipo de aplicación es la construcción de una cubierta compuesta utilizando un marco de acero.

[0018] Se describirá una primera realización de la tecnología de fijación con respecto a las Figuras 1 - 6.

[0019] El elemento de sujeción 10 incluye una sección piloto 110 que tiene una punta de corte 111 y una sección de perforación 112, seguida de una primera sección roscada que tiene una torsión que coincide con la torsión o espiral de la sección de perforación, y una sección de rosca inversa. El diseño del elemento de sujeción permite que el elemento de sujeción perfore un material, tal como un material de cubierta compuesto, y perfore y se acople a un marco metálico que soporta el material, para asegurar el material al marco. La sección piloto garantiza que el elemento de sujeción pase a través tanto del material compuesto como del material metálico, y la sección roscada se acopla al marco metálico para asegurar el material al marco. La sección roscada tira del elemento de sujeción hacia abajo mediante la rotación del elemento de sujeción para que una cabeza del elemento de sujeción se acople y se hunda en el material y asegure el material al marco. La sección de rosca inversa evacua los residuos generados por la perforación del elemento de sujeción en el material a medida que el elemento de sujeción gira en el material. El elemento de sujeción 10 de las figuras 1 - 6 incluye un vástago 100 que tiene un primer extremo con una punta puntiaguda 102 y un segundo extremo que tiene una cabeza 104. El vástago puede estar formado de acero galvanizado. El cuerpo del vástago tiene un diámetro menor Dm. Una región piloto 110 del vástago incluye una punta de corte 111 y una sección de perforación 112 formada en el vástago 100 y tiene una longitud piloto PL. La región piloto se extiende desde la punta puntiaguda 102 hasta una región roscada 113. El vástago en la primera región tiene un diámetro mayor Md.

[0020] La punta de corte 111 se conoce comúnmente en la industria como una punta de punta de perforación, también denominada por un nombre de fabricante común como TEK<®>punto. Una punta de corte tiene dos bordes de corte que se extienden desde la punta 102 y se forman a partir de una sección transversal cilíndrica de un vástago, que termina en la sección de perforación 112. Los bordes cortantes son simétricos con respecto a la sección transversal y permiten que el material extraído por la rotación del tornillo sea evacuado a medida que el elemento de sujeción gira en el material. La punta de corte 111 tiene un diámetro de punta 111a y una longitud 112a. La punta está formada por un ángulo ALFA de los bordes cortantes. La sección de perforación 112 tiene una longitud de perforación 112b. Como se indica en las figuras, de acuerdo con la invención, el diámetro 112c de la sección de perforación 112 es menor que el diámetro 111a de la punta de perforación 102.

[0021] La sección de perforación 112 tiene un diámetro efectivo 112c con una espiral o ranura de perforación que tiene aproximadamente una vuelta y media en la sección de perforación 112. Se pueden proporcionar más o menos vueltas dentro del contexto de la tecnología. Como se ilustra en la Figura 5, una sección transversal a lo largo de la línea c-c en la Figura 2, la espiral puede ser una espiral de doble cara (con dos ranuras efectivamente separadas 180 grados en la sección 112 (en relación con el diámetro en sección transversal mostrado en la Figura 5)).

[0022] La sección de perforación 112 se apoya en una primera región roscada 113 que tiene una rosca con una dirección de torsión que coincide con la dirección de torsión de la espiral en la sección de perforación 112. Una sección de rosca inversa 114 hace tope con la primera región de rosca entre la región 113 y el cabezal 104. La región de rosca inversa 114 incluye una cresta helicoidal 115 formada en el vástago que tiene una altura de rosca inferior a una altura de rosca de la rosca 116 en la región de rosca inversa 114, y de una longitud de rosca más corta (menor número de vueltas) intercaladas con la rosca inversa rosca 116 en la región de rosca inversa 114.

[0023] El elemento de sujeción tiene una longitud total TI desde la parte superior de la cabeza hasta el punto 102. La altura del cabezal es Hh y la cresta helicoidal comienza una distancia Rs desde la parte superior del cabezal 104 y termina una distancia Re desde la parte superior del cabezal. La primera región de rosca tiene una longitud Thl.

[0024] El vástago en la primera región de rosca tiene un diámetro menor Dm y un diámetro mayor Md, la diferencia entre los cuales es la altura de rosca de las roscas en la región de rosca 113. Las roscas en la región 113 tienen un paso P1, mientras que las de la región de rosca inversa tienen un paso P2. El diámetro mayor de rosca inversa RTMd es mayor que el diámetro mayor Md y la diferencia entre RTMd y el diámetro menor Dm es la altura de las roscas en la región 114. La cresta helicoidal tiene una altura inferior a la altura de las roscas en la región 114.

[0025] El elemento de sujeción tiene una longitud total TI. La región 113 tiene una longitud Thl. La cabeza tiene una altura Hh.

[0026] En una realización, la relación entre las dimensiones anteriormente mencionadas incluye uno o más de lo siguiente: a. P2 es mayor que P1 de manera que P2:P1 está en un intervalo de aproximadamente 1,7:1 a 2:1;

[0027] b. P3 es mayor que P1 de manera que P3:P1 está en un intervalo de aproximadamente 20:1 - 30:1. En un elemento de sujeción que tiene una longitud total de aproximadamente 60,325 mm (2,375 pulgadas), P3 será de aproximadamente 0,75 vueltas por 25,4 mm (pulgadas), siendo PI ligeramente menor que la mitad de la longitud del TI;

[0028] c. Md es mayor que el diámetro de la punta 111a en un intervalo de aproximadamente 1,5:1 - 1,2:1;

[0029] re. RTMd es mayor que Md en un intervalo de aproximadamente 1,15:1 - 1,02:1;

[0030] mi. RTMd es mayor que Dm en un intervalo de aproximadamente 1,55:1 - 1,3:1;

[0031] f. El diámetro 111a de la punta de corte es mayor o igual que el diámetro 112c de la sección de perforación en una relación de aproximadamente 1:1 a 1,2:1; y

[0032] g. Alfa es de aproximadamente 105 - 115 grados, pero podría ser mayor o menor.

[0033] h. La longitud relativa de la sección 110 (PL) a la longitud de 114 es de aproximadamente 2,5:1, y la longitud relativa de la sección 113 (THI) a 114 es de aproximadamente 1,8:1. La longitud 112a de la punta 111 es aproximadamente el 20 - 30 % de la longitud PI de la sección 110.

[0034] Se proporciona una cabeza 140 que tiene un diámetro de cabeza HD en el otro extremo del vástago 100. El cabezal comprende una porción superior que puede incluir un disco 142 que tiene una superficie superior y una superficie inferior. La superficie inferior está formada con un rebaje que tiene una profundidad Rc. En otra realización (no mostrada), la porción superior del cabezal no incluye disco, sino que termina en una superficie superior. La superficie superior de la cabeza está formada para tener un rebaje que forma un receptáculo Phillips. Obsérvese que en lugar del rebaje Phillips, se puede formar un rebaje cuadrado o de otra forma en la parte superior del cabezal 142 para recibir un accionador.

[0035] El diámetro de cabeza Hd es mayor que el diámetro menor Dm en un intervalo de aproximadamente 2,1:1 a 1,8:1.

[0036] El tornillo está diseñado para ser un tornillo autoperforante en el material que se va a sujetar. Sin embargo, se puede utilizar un orificio piloto.

[0038] Cuando el tornillo se introduce en un material, la punta de corte y la sección de perforación perforan material a medida que el tornillo se presiona y gira (usando, por ejemplo, una herramienta de perforación eléctrica) en un material. Debido a que la punta de corte tiene un diámetro efectivo ligeramente mayor, es responsable de más par y evacuación de material. Cuando el elemento de sujeción se usa en una aplicación para sujetar un primer material (tal como un compuesto) a un segundo material más duro (tal como el metal), la primera región roscada generalmente no contribuye a tirar hacia abajo en el primer material. En su lugar, cuando la primera región roscada alcanza el material más duro, la primera región roscada se acopla al material más duro y proporciona una tracción hacia abajo a medida que gira el tornillo. La región de rosca inversa evacua material a medida que el tornillo gira en el primer material.

[0040] Aunque la materia objeto se ha descrito en lenguaje específico de características estructurales y/o actos metodológicos, debe entenderse que la materia objeto definida en las reivindicaciones adjuntas no se limita necesariamente a las características o actos específicos descritos anteriormente. En su lugar, las características y actos específicos descritos anteriormente se divulgan como formas de ejemplo de implementación de las reivindicaciones.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Un elemento de sujeción (10), que comprende:

un vástago (100) que tiene un primer extremo y un segundo extremo, y que tiene un diámetro, incluyendo el vástago una región guía (110) que comienza en el primer extremo e incluye una sección de perforación (112) que tiene un diámetro de sección de perforación y una estría formada a lo largo de una longitud de la región guía; una primera región de rosca (113) adyacente a la región guía que tiene una rosca con una dirección de torsión que coincide con una dirección de torsión de la sección de perforación;

en donde la región guía se extiende desde el primer extremo hasta la primera región de rosca y tiene un diámetro de punta (111a) adyacente al primer extremo, siendo el diámetro de la sección de perforación menor que el diámetro de punta;

una región de rosca inversa (114) adyacente a la primera región de rosca, teniendo la región de rosca inversa una rosca que tiene una torsión opuesta a la rosca en la primera región de rosca; y

un cabezal (104) en el segundo extremo.

2. El elemento de sujeción de la reivindicación 1, en donde la región guía incluye una punta de corte (111) que incluye un primer y segundo bordes de corte y la sección de perforación.

3. El elemento de sujeción de la reivindicación 2, en donde la punta de corte comprende una punta puntiaguda de perforación, ocupando la estría la región guía entre la punta de corte y la primera región de rosca.

4. El elemento de sujeción de la reivindicación 3, en donde la punta de corte incluye un extremo puntiagudo, el extremo puntiagudo formado por dos bordes cortantes unidos en un ángulo de entre 100 y 120 grados.

5. El elemento de sujeción de la reivindicación 2, en donde la punta de corte tiene un diámetro y la sección de perforación tiene un diámetro menor que el diámetro de la punta de corte.

6. El elemento de sujeción de la reivindicación 2, en donde la sección de perforación de la región guía tiene una torsión helicoidal que tiene un paso mayor que un paso de la rosca en la primera región de rosca.

7. El elemento de sujeción de la reivindicación 5, en donde la rosca en la primera región de rosca es una rosca helicoidal que tiene una altura que define un diámetro mayor que un diámetro de la punta de corte en un intervalo de aproximadamente 1,5:1 - 1,2:1.

8. El elemento de sujeción de la reivindicación 1 que incluye además una cresta helicoidal (115) en la región de rosca inversa que tiene una dirección de torsión que coincide con la rosca en la primera región de rosca.

9. El elemento de sujeción de la reivindicación 8, en donde la cresta helicoidal tiene una altura que es menor que una altura de la rosca en la región de rosca inversa.

10. El elemento de sujeción de la reivindicación 1, en donde la rosca en la región de rosca inversa incluye una altura que es mayor que un diámetro menor del vástago en la primera región de rosca en un intervalo de aproximadamente 1,55:1 - 1,3:1.

11. El elemento de sujeción de la reivindicación 1, en donde la región guía tiene una longitud que es mayor que una longitud de la región de rosca inversa en aproximadamente 2,5:1.

12. El elemento de sujeción de la reivindicación 1, en donde la primera región de rosca tiene una longitud que es mayor que una longitud de la región de rosca inversa, en aproximadamente 1,8:1.

13. El elemento de sujeción de la reivindicación 2, en donde la punta de corte tiene una longitud que es aproximadamente el 20 - 30 % de una longitud de la región guía.

14. El elemento de sujeción de la reivindicación 1, en donde un paso de la rosca en la región de rosca inversa es mayor que un paso de la rosca en la primera región de rosca en un intervalo de aproximadamente 1,7: 1 a 2:1.

15. El elemento de sujeción de la reivindicación 1, en donde la región guía incluye una punta de corte (111) adyacente al primer extremo, extendiéndose la sección de perforación desde la punta de corte, siendo el diámetro de la sección de perforación menor que un diámetro formado por los bordes de la punta de corte, el diámetro de la punta de corte adaptado para crear un orificio con un diámetro coincidente cuando el elemento de sujeción se gira en un material, y teniendo el cabezal una porción superior y una porción inferior, teniendo la porción inferior un rebaje.