ITBO970491A1 - Vite autofilettante specialmente pr lamiere sottili. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell’invenzione industriale dal titolo: “VITE AUTOFILETTANTE SPECIALMENTE PER LAMIERE SOTTILI”,

RIASSUNTO

Vite autofilettante specialmente per lamiere sottili, realizzata in modo da presentare un primo tratto conico con angolo al vertice di 42° caratterizzato da un primo tratto con funzione maschiante e da un secondo tratto formante e successivamente un tratto cilindrico corrispondente al diametro nominale. La filettatura è realizzata con un passo molto fine di ampiezza variabile in relazione al diametro nominale di filettatura, e presenta una cresta con angolo complessivo di 55°, asimmetrico rispetto all’elica mediana. Queste caratteristiche consentono l’utilizzo della vite direttamente su lamiere sottili con prestazioni notevolmente superiori ad analoghi sistemi di fissaggio tuttora disponibili sul mercato, ma anche su lamiere e sedi aventi profondità superiori.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

L’invenzione ha per oggetto una vite autofilettante da impiegare su lamiere sottili, conformata in modo tale da accoppiare fra loro lamiere sottili e/o da fissare altresì elementi diversi su dette lamiere sottili.

E’ noto come nel campo della carpenteria metallica vengano impiegate viti speciali, dette autofilettanti che, non richiedendo un preforo filettato o l’accoppiamento di un dado, portino notevolissimi vantaggi soprattutto in termini di velocità ed efficienza d’assemblaggio.

E’ altresì noto, tuttavia, che l’uso di lamiere sempre più sottili da una parte, e l’aumento dei requisiti prestazionali richiesti ai fissaggi, in funzione della qualità, dell’affidabilità e della sicurezza del prodotto finito dall’altra, hanno dimostrato i limiti intrinseci nella tecnologia delle tradizionali viti autofilettanti.

Cedimento del controfiletto, bassa coppia di svitamento, scarso margine di sicurezza tra coppia di formatura controfiletto e coppia di rottura controfiletto, basso numero di cicli avvitamento/svitamento senza danneggiamento della madrevite rendono problematico e scarsamente affidabile l’utilizzo delle tradizionali viti autofilettanti sulle lamiere usate nelle produzioni di grande serie di oggetti in carpenteria metallica.

Per ovviare a questi problemi sono state adottate diverse soluzioni, come ad esempio: speciale preparazione dei prefori, rinforzi, sistemi di avvitamento con sofisticati controlli di coppia, particolari conformazioni del sottotesta delle viti, aumento del numero dei punti di fissaggio, assemblaggio di rondelle, aumento nello spessore nelle lamiere, il ritorno a sistemi di accoppiamento vite/dado o l’adozione di rivetti a strappo, sistemi antisvitamento chimici, ridimensionamento dei requisiti prestazionali richiesti dal progetto, ecc..., che tuttavia non hanno risolto in maniera tecnicamente efficace ed economicamente valida il problema del fissaggio su lamiere sottili.

E’ scopo della presente invenzione ovviare agli inconvenienti sopra descritti con una vite autofilettante che si caratterizza per le seguenti particolarità:

a) un primo tratto conico avente un angolo al vertice uguale o inferiore a 42° anziché uguale a 45° come nelle autofilettanti esistenti, al fine di ribadire in avanti la lamiera sottile e, quindi, aumentare sensibilmente lo spessore del controfiletto generato plasticamente attraverso la ricalcatura della lamiera nel senso della penetrazione della vite;

questo tratto conico conferisce alla vite una notevole attitudine autocentrante, essenzialmente negli assemblaggi robotizzati o in presenza di fori di diametro non calibrato o disassati.

Questo tratto conico presenta inoltre un attacco con funzione maschiante, consistente nei primi filetti con cresta discontinua/sfrangiata/zigrinata al fine di permettere una presa istantanea sulla lamiera e quindi diminuire la pressione assiale iniziale necessaria al montaggio della vite, oltre a facilitare la filettatura di fori non perfettamente eseguiti o sporchi di vernice o di trucioli di lavorazioni precedenti.

b) un secondo tratto conico avente un filetto continuo/uniforme con funzione formante al fine di realizzare e completare il controfiletto per deformazione plastica e non per asportazione di truciolo, di provocare un incrudimento e quindi un indurimento della lamiera e, ottenere, attraverso la limitata lacerazione delle fibre della lamiera, una maggiore pressione superficiale del controfiletto sui fianchi della vite e della madrevite ottenuta per precedente maschiatura, c) la vite presenta un tratto cilindrico corrispondente al diametro nominale per l’accoppiamento di più elementi fra loro. Un filetto di passo fine inferiore a 1 mm e comunque proporzionato al diametro nominale di filettatura con profilo asimmetrico dello stesso presentando un angolo di 25° dal lato testa e angolo di 30° dal lato punta per favorire la deformazione plastica della lamiera in senso “sbordante” e ottenere, attraverso una sensibile diminuzione della spinta radiale sulle pareti del controfiletto, essenzialmente sul lato testa del filetto, un notevole aumento della coppia minima di rottura del controfiletto per torsione applicata alla vite e della forza necessaria allo strappo della stessa per spinta assiale.

La vite in oggetto raggiunge gli scopi prefissati con un basso costo di costruzione e senza richiedere utensili particolarmente costosi e di limitata durata per usura.

Questi ed altri scopi meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue e dalla tavola di disegni allegata che illustra in forma schematica ed esemplificativa una possibile realizzazione pratica del trovato.

Con riferimento a detta tavola

la Fig. 1 mostra una vite realizzata secondo le caratteristiche descritte;

la Fig. 2 mostra una vista della medesima vite impegnata in una lamiera sottile;

la Fig. 3 illustra in sezione la forma del profilo della forza di deformazione sulla lamiera.

La vite 1 è costituita da una testa T di dimensioni e forma qualsivoglia e da un gambo C filettato con passo P molto fine, inferiore a 1 mm. Su detto gambo sono individuati due tratti ben definiti e precisamente: un primo tratto sottotesta A di forma cilindrica e diametro pari al valore nominale della vite, un secondo tratto B con andamento conico verso la punta E che presenta un filetto F con cresta non continua, ma leggermente ondulata in modo da presentare piccoli dentelli D; detta punta E terminante con angolo di 42° al vertice.

La vite 1 presenta un filetto F con cresta F’ asimmetrica rispetto alla linea dell’elica H-H e precisamente con un angolo a di circa 25° dal lato della testa T e con un angolo β di circa 30° dal lato della punta E (Fig. 3).

Durante l’avvitamento la punta E si centra e penetra nel preforo ricavato sulla lamiera L (non illustrato) penetrando con attacco dei dentelli D. Successivamente il tratto iniziale conico B inizia la, deformazione plastica per ricalcatura dei bordi metallici della lamiera L in modo da creare un’imbutitura L’ che ne aumenta lo spessore nel verso di penetrazione indicato dalla freccia I. Il tratto conico B adiacente alla parte cilindrica A completa la formazione del controfiletto F”, per deformazione plastica, con basso sforzo in quanto l’angolo a della forza 4 esercitata dalla cresta F’ del filetto F sulla lamiera L presenta una componente 3, in direzione parallela al fianco della cresta F’ stessa, molto ridotta e quindi adatta alla deformazione plastica anziché alla rottura delle fibre della lamiera L. Infatti scomponendo vettorialmente la forza 4 secondo la componente normale 2 e parallela 3, si vede come tale componente 3 di penetrazione si riduce al diminuire dell’angolo a.

Analogamente in fase di svitamento si avrà uno sforzo maggiore, in quanto il triangolo delle forze 5, 6, 7 presenta una componente parallela 6 maggiore della corrispondente 3, essendo l’angolo β maggiore di . a

In questo modo la coppia di avvitamento richiederà uno sforzo ridotto, essendo l’angolo a ridotto, rispetto agli angoli comunemente usati, mentre la coppia di svitamento sarà elevata essendo elevato l’angolo β .

Un ulteriore vantaggio deriva dal fatto che essendo la lunghezza del tratto cilindrico A preponderante rispetto alla lunghezza B del tratto conico, è possibile collegare fra loro elementi diversi come ad esempio terminali di collegamenti elettrici, più spessori di lamiere ecc., ecc.

L’elevata coppia di svitamento, impedendo di fatto l’autosvitamento, consente di eliminare tutti i sistemi di bloccaggio sottotesta e conseguenti danneggiamenti sulle superfici prefinite a vernice o trattamenti galvanici.

La presente invenzione, illustrata e descritta in forma schematica ed esemplificativa, deve intendersi estensibile a tutte quelle varianti accessorie di materiali, forme e dimensioni che, come tali, rientrano nell’ambito inventivo.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1) VITE AUTOFILETTANTE SPECIALMENTE PER LAMIERE SOTTILI, caratterizzata dal fatto che si compone di una testa atta ad impegnarsi in un utensile avvitatore e di un corpo filettato sostanzialmente cilindrico, terminante in un breve tratto conico, pure esso filettato.
2. 2) VITE AUTOFILETTANTE, come alla riv. 1 , caratterizzata dal fatto che la filettatura presenta un passo molto fine, inferiore alla dimensione di 1 mm., e comunque in proporzione al suo diametro nominale.
3. 3) VITE AUTOFILETTANTE, come alle rivv. 1 e 2, caratterizzata dal fatto che la cresta del filetto presenta angoli diversi, rispetto all’elica mediana, e precisamente di ampiezza uguale o minore di 25° dal lato testa e ampiezza uguale o minore di 30° dal lato punta, risultando complessivamente di ampiezza uguale o minore di 55°.
4. 4) VITE AUTOFILETTANTE, come alle rivv. 1 e 2, caratterizzata dal fatto che il primo tratto della parte conica presenta una filettatura con cresta irregolare discontinua, in modo da formare piccoli dentelli.
5. 5) VITE AUTOFILETTANTE, come alle rivv. 1 e 2, caratterizzata dal fatto che la punta conica presenta un angolo al vertice con ampiezza uguale o minore di 42°.
6. 6) VITE AUTOFILETTANTE, come alla riv. 1, caratterizzata dal fatto che la testa può essere conformata, senza limitazioni, in una qualsivoglia delle forme note.