ITMI990967A1

ITMI990967A1 - Vite autoformante per metallo a sei formatori di forma prismatica

Info

Publication number: ITMI990967A1
Application number: IT1999MI000967A
Authority: IT
Inventors: Carlo Sala
Original assignee: Carlo Sala
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2000-11-04
Also published as: EP1041300A1; DE60035633D1; EP1041300B1; US6478520B1; DE60035633T2; ES2291153T3; IT1313335B1

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo:

"Vite autoformante per metallo a sei formatori di forma prismatica."

Campo dell'invenzione.

Il trovato consiste in una vite autoformante, destinata ad essere inserita in un foro di opportune dimensioni realizzato in una lamiera (o in altro corpo metallico), che presenta in corrispondenza dell’estremità libera del suo gambo sei risalti (“formatori”) di forma prismatica atti a filettare per laminazione la parete del foro in cui viene inserita la vite stessa.

Tecnica anteriore.

Viti autoformanti (ossia viti atte a realizzare sulla parete del foro in cui vengono inserite una filettatura avente un profilo complementare a quello della filettatura presente sul gambo della vite) sono note da molto tempo, ampiamente diffuse sul mercato ed largamente utilizzate nella tecnica per unire tra loro lamiere o pezzi realizzati in un materiale metallico.

Con le viti autoformanti tradizionali l’operazione di inserimento della vite nel corrispondente foro risulta piuttosto gravosa poiché è necessario forzare il filetto della vite nella parete del foro per realizzarvi la filettatura richiesta; inoltre tali viti non si prestano ad essere utilizzate né come viti di regolazione o per accoppiamenti di precisione, né come mezzi di unione reversibile poiché svitando e riavvitando la vite si provoca, in genere, un rapido spannamento della filettatura del foro.

Per ovviare a tali inconvenienti, sono stati proposti diversi tipi di viti autoformanti, che differiscono tra loro per forma e criteri di funzionamento: a puro titolo di esempio non limitativo si citano le viti automaschianti (caratterizzate dalla presenza di scanalature longitudinali per scaricare il materiale asportato) e le viti a sezione trilobata con punte arrotondate.

In particolare, sono state proposte viti autoformanti il cui gambo presenta, in corrispondenza dell’estremità libera, almeno un formatore di forma prismatica atto a laminare il materiale costituente il corpo da filettare, ottenendo così lungo la parete del foro (senza richiedere ulteriori lavorazioni meccaniche) una filettatura completa molto resistente, i cui filetti hanno le fibre intatte e leggermente indurite dalla compressione generata dalla loro stessa formatura.

Inoltre, l’almeno un formatore di forma prismatica riduce l'attrito tra il filetto della vite e la parete del foro da filettare, riducendo di conseguenza lo sforzo richiesto per inserire ed avvitare la vite nel foro; il materiale laminato, rilassandosi attorno alla vite, aumenta il coefficiente di svitamento e realizza un accoppiamento vite-madrevite (piuttosto) preciso poiché la madrevite assume il profilo e le dimensioni della vite. Sono disponibili sul mercato viti autoformanti presentanti quattro formatori di forma prismatica, che si sono dimostrate in grado di soddisfare buona parte delle esigenze tecniche del mercato; l’uso di tali viti si è dimostrato particolarmente vantaggioso per assemblare particolari in lamiera sottile o altro materiale metallico mediante impianti manuali, automatici o semiatomatici ad elevata cadenza di produzione. Studi e verifiche sperimentali condotte dal Richiedente hanno permesso, sorprendentemente, di rilevare che:

- le prestazioni (già buone) ottenute utilizzando le suddette viti autoformanti note vengono ulteriormente migliorate portando da quattro a sei i formatori di forma prismatica presenti in corrispondenza dell’estremità libera del gambo della vite;

- un ulteriore incremento del numero dei formatori non migliora ulteriormente le prestazioni ottenibili utilizzando tali viti autoformanti ma, al contrario, comporta problemi costruttivi e funzionali non trascurabili, dovuti in primo luogo per la difficoltà di allocare otto (o più) formatori lungo la circonferenza esterna dell’estremità libera del gambo della vite. Sommario deH’invenzione.

Forma oggetto del presente trovato una vite autoformante per metallo comprendente sei formatori di forma prismatica posti ad intervalli regolari lungo la circonferenza esterna dell’estremità libera del gambo della vite. Preferibilmente ma non necessariamente, i formatori hanno forma allungata, sono paralleli all'asse di simmetria del gambo della vite e sono ricavati sugli ultimi filetti (da tre a cinque, preferibilmente tre) della filettatura realizzata sul gambo della vite, adiacenti all’estremità libera del gambo.

Elenco delle figure.

Il trovato sarà ora meglio descritto con riferimento ad un esempio preferito di realizzazione, a carattere non limitativo, illustrato nelle figure allegate, dove:

- la figura 1 mostra schematicamente una vista frontale dell’estremità del gambo di una vite autoformante realizzata secondo il trovato;

- la figura 2 mostra schematicamente una vista laterale della vite di figura 1, atta a meglio evidenziare i sei formatori.

Nelle figure allegate, gli elementi corrispondenti saranno identificati mediante gli stessi riferimenti numerici.

Descrizione dettagliata.

La figura 1 mostra schematicamente una vista frontale dell’estremità del gambo 1 di una vite autoformante per metallo, realizzata secondo il trovato, che comprende sei formatori 2 di forma prismatica (due dei quali non visibili in figura 1 perché nascosti dal gambo 1) posti ad intervalli regolari lungo la circonferenza esterna dell’estremità libera 3 del gambo 1: i formatori 2 hanno forma allungata, sono paralleli all’asse di simmetria del gambo 1 della vite e sono ricavati (preferibilmente ma non necessariamente per stampaggio) sugli ultimi filetti della filettatura 4, adiacenti all'estremità libera 3 del gambo 1.

Nella forma preferita di realizzazione illustrata nelle figure allegate i formatori 2 sono ricavati sugli ultimi tre filetti della filettatura 4 adiacenti all’estremità libera 3 del gambo 1 ma, senza uscire dall'ambito del trovato, i formatori 2 possono essere ricavati sugli ultimi tre-cinque filetti della filettatura 4 adiacenti all’estremità libera 3 del gambo 1.

I sei formatori 2 sono meglio visibile nella vista laterale di figura 2, dove un solo formatore è stato identificato con il riferimento “2” per semplicità di rappresentazione grafica.

In una forma preferita di realizzazione, un segmento ideale tracciato in figura 2 tra i vertici di due formatori 2 adiacenti non è tangente all’estremità libera 3 del gambo 1: tale fatto riduce l'attrito tra vite e madrevite all’atto della formazione della madrevite stessa, Nell’esempio di realizzazione illustrato nelle figure allegate, l'estremità del gambo 1 presenta una forma leggermente rastremata per realizzare un "invito” che faciliti l'ingresso della vite nel corrispondente foro: a partire dall’estremità libera 3 del gambo 1, gli ultimi tre filetti della filettatura 4 presentano progressivamente un diametro crescente ed un profilo meno arrotondato, mentre le tre zone di forma prismatica che costituiscono ciascuno dei formatori 2 hanno larghezza crescente, come si può agevolmente rilevare dalla figura 2.

Secondo un’ulteriore possibile forma di realizzazione del trovato, non illustrata nelle figure allegate per semplicità di rappresentazione grafica, i sei formatori 2 di forma prismatica sono posti ad intervalli regolari esclusivamente lungo la circonferenza esterna dell’estremità libera 3 del gambo 1, senza interessare gli ultimi filetti della filettatura 4 realizzata sul gambo 1 , adiacenti all'estremità libera 3 del gambo 1.

I miglioramenti nelle prestazioni di una vite a secondo il trovato, comprendente sei formatori di forma prismatica, rispetto a quelle di una vite comprendente quattro formatori di forma prismatica risulteranno chiaramente dalla prova comparativa descritta nel seguente esempio. Esempio 1.

Si sono condotte due serie di prove per misurare il carico di formazione con viti tipo M6, filettatura ISO 5542-65, testa cilindrica cava SN, comprendenti quattro formatori, rispettivamente sei formatori di forma prismatica.

Le prove sono state condotte secondo le Norme UNI 7323.6 - Marzo 1994, inserendo 10 viti con quattro formatori e 10 viti con sei formatori in fori di 5,5 mm di diametro realizzati mediante una punta da forare elicoidale in una piastra in acciaio extra dolce (durezza: HRB:70-85, HB: 125-165) avente uno spessore di 6 mm.

I valori rilevati sono evidenziati nella seguente tabella:

Dalla suddetta tabella si rileva che, per una vite a sei formatori, il carico di formazione medio è di 295 N*cm circa mentre quello per la corrispondente vite a quattro formatori è di circa 585 N*cm.

Di conseguenza, per una vite a sei formatori il carico di formazione medio:

- è circa la metà di quello per una vite a quattro formatori;

- è circa il 35% del carico di serraggio indicato nelle Norme UNI (840 N*cm), mentre per una vite a quattro formatori tale rapporto sale al 70% circa;

- è circa il 37% di quello indicato nelle Norme UNI (800 N*cm), mentre per una vite a quattro formatori tale rapporto sale al 73% circa.

Per una vite a sei formatori l’operazione di filettatura è perciò cosi dolce da risultare molto vantaggiosa sia in caso di montaggio manuale (si riduce il rischio che l'operatore possa soffrire di tendiniti e/o distorsioni agli arti superiori) sia in caso di montaggio mediante macchina automatica (si riduce il consumo degli utensili di avvitamento).

Si è inoltre rilevato che il carico di strappo (o di sfilettatura) di una vite con sei formatori supera di circa il 20% quello della corrispondente vite con quattro formatori.

Sempre senza uscire dall’ambito del trovato è possibile per un tecnico apportare alla vite autoformante per metallo a sei formatori di forma prismatica oggetto della presente descrizione tutte le modifiche ed i perfezionamenti suggeriti dalla normale esperienza e dalla naturale evoluzione della tecnica.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 ) Vite autoformante per metallo, caratterizzata dal fatto di comprendere sei risalti (2) di forma prismatica posti ad intervalli regolari lungo la circonferenza esterna dell’estremità libera (3) del gambo (1) della vite.
2) Vite autoformante come alla rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che i sei risalti (2) hanno forma allungata, sono paralleli all’asse di simmetria del gambo (1) della vite e sono ricavati sugli ultimi filetti della filettatura (4) realizzata sul gambo (1), adiacenti all’estremità libera (3) del gambo (1 ), 3) Vite autoformante come alla rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i sei risalti (2) sono ricavati sugli ultimi tre-cinque filetti della filettatura (4) realizzata sul gambo (1), adiacenti all’estremità libera (3) del gambo (1). 4) Vite autoformante come alla rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che i sei risalti (2) sono ricavati sugli ultimi tre filetti della filettatura (4) realizzata sul gambo (1), adiacenti all’estremità libera (3) del gambo (1). 5) Vite autoformante come alla rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che un segmento ideale tracciato tra i vertici di due risalti (2) adiacenti non è tangente all'estremità libera (3) del gambo (1).