PT1504199E

PT1504199E - Sistema de fixação integrado

Info

Publication number: PT1504199E
Application number: PT03732636T
Authority: PT
Inventors: Lawrence Antony Brooks; Steven Sidwell
Original assignee: Uni Screw Worldwide Inc
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2007-11-27
Also published as: EP1847722B1; AU2003239664A1; DK1504199T3; BRPI0309914A2; GB2390127A; GB2390127B; DE60335751D1; EP1847722A1; US20030209113A1; BRPI0309914A8; ES2291643T3; MXPA04011160A; CA2485451A1; WO2003095849A1; CN100464083C; US6792838B2; GB0210743D0; EP1504199B1; CN1662748A; ATE495375T1

Description

DESCRIÇÃO "SISTEMA DE FIXAÇÃO INTEGRADO" A presente invenção refere-se a dispositivos de fixação, em particular, parafusos e porcas tendo uma cabeça dotada com um recesso para receber uma ferramenta de accionamento para rodar o parafuso ou porca. 0 documento GB-A-1150382 parece ser a primeira divulgação de um parafuso dotado com um recesso com múltiplos degraus e um correspondente dispositivo de accionamento com múltiplos degraus. 0 documento GB-a-2285940 divulga, essencialmente, a mesma ideia. Estas duas publicações descrevem as vantagens proporcionadas pelas configurações divulgadas. A primeira é que os recessos têm, essencialmente, lados paralelos e, consequentemente, eliminam problemas de escorregamento, entre as ferramentas e os parafusos, que estão associados com recessos em cruzeta. Em segundo lugar, permitem que seja possível utilizar uma única ferramenta de accionamento adequada para accionar uma ampla série de tamanhos de parafusos. A única ferramenta de accionamento tem, tipicamente, três (por exemplo) superfícies de accionamento em degrau que são empregues para accionar parafusos de grandes dimensões tendo um recesso de três degraus. No entanto, a mesma ferramenta pode ser empregue com parafusos mais pequenos tendo apenas um recesso de dois degraus, sendo omitido o degrau de maiores dimensões. De facto, mesmo os parafusos mais pequenos podem ter apenas um 1 degrau, o mais pequeno, no seu recesso e ser accionados apenas pelo degrau mais pequeno da ferramenta. 0 documento GB-A-2329947 divulga uma configuração idêntica, e o documento WO-A-177538 divulga degraus que têm uma extensão tão pequena nos recessos de parafusos e porcas que, quando se utilizam binários para os quais os parafusos foram dimensionados, estes não conseguem ser rodados a não ser que, pelo menos, dois degraus sejam engatados pela ferramenta. Se isto não acontecer, o parafuso está configurado para se separar da ferramenta de accionamento. Isto proporciona uma caracteristica de segurança que faz com que só a ferramenta apropriada é que possa soltar o parafuso.

No entanto, até o pedido co-pendente GB0124122.3 ter sido apresentado pelo presente requerente em 8 de Outubro de 2001, estas ideias não eram uma realidade prática porque os recessos não poderiam ser formados competitivamente em parafusos e porcas.

Actualmente, tem aumentado o interesse nestes sistemas de fixação. No entanto, o sistema, até hoje, tem sido, principalmente e apenas, aplicado a parafusos para madeira e metal mais pequenos, ou seja, parafusos de madeira N° 6 a N° 10 (í. e., com diâmetros de cerca de 2 mm a 5 mm, e comprimentos de cerca de 15 mm a 100 mm), e parafusos para metal M2 a M10 (í. e., diâmetro da rosca de 2 mm a 10 mm). No entanto, existe uma necessidade, particularmente no campo dos parafusos e porcas para metal, de trabalhar com tamanhos maiores.

Em principio, não há limite do número de degraus que podem ser incluídos ou adicionados a um recesso ou dispositivo de 2 accionamento. Mas, chega-se a um ponto em que o dispositivo de accionamento, se for suficientemente grande e forte para accionar os parafusos e porcas de maiores dimensões, passa a ser demasiado inadequado, volumoso e pesado para accionar, sensivelmente, os parafusos mais pequenos. Além disso, em parafusos de maiores dimensões, a capacidade de transmissão de binário dos degraus mais pequenos torna-se insignificante.

Consequentemente, é desejável dividir o sistema entre séries de tamanhos de parafuso/porca, mas, ao fazer isto, alguns dos benefícios do sistema perdem-se porque passa a ser, então, necessário utilizar, pelo menos, duas ferramentas para abranger toda a série de tamanhos.

Logo, é um objectivo da presente invenção proporcionar um sistema que mitigue esta perda de universalidade.

De acordo com a presente invenção, proporciona-se um sistema de fixação compreendendo uma multiplicidade de dispositivos de fixação roscados e com tamanhos diferentes, tendo cada dispositivo de fixação uma cabeça dotada com um recesso para receber uma ferramenta destinada a accionar de modo rotativo o dispositivo de fixação, e em que, pelo menos, alguns dos dispositivos de fixação têm um recesso compreendendo uma multiplicidade de degraus de accionamento com tamanhos decrescentes sobrepostos uns aos outros, tendo cada degrau lados que são sensivelmente paralelos a um eixo longitudinal do dispositivo de fixação e definem uma secção poligonal (sistema de fixação divulgado, e. g., no documento GB-a-2329947); caracterizado por o referido sistema compreender, pelo menos, duas séries de referidos dispositivos de fixação, nas quais os dispositivos de fixação de uma série de tamanhos maiores da 3 referida multiplicidade de séries são maiores que dispositivos de fixação de uma série de tamanhos mais pequenos da referida multiplicidade de séries; por, entre as referidas séries de tamanhos mais pequenos e tamanhos maiores existir um degrau comum de, pelo menos, alguns dos dispositivos de fixação em cada série, que é o degrau de maiores dimensões do recesso de alguns dispositivos de fixação na série de tamanhos mais pequenos e o degrau mais pequeno do recesso de alguns dispositivos de fixação da série de tamanhos maiores, tendo esse degrau comum a mesma secção em cada série; e por a profundidade desde a base do referido degrau de maiores dimensões do recesso até à base do referido degrau mais pequeno do recesso nos dispositivos de fixação da série de tamanhos mais pequenos ser inferior à profundidade do degrau mais pequeno do recesso nos dispositivos de fixação da série de tamanhos maiores.

Existem, de um modo preferido, duas séries de tamanhos de dispositivos de fixação compreendendo parafusos com diâmetros de cerca de 2 mm a cerca de 10 mm e de cerca de 10 mm a cerca de 30 mm. Os parafusos podem ser parafusos para mental com um tamanho que varia de M2 a M10 na série de pequenas dimensões e de tamanho M12 a M30 na série de grandes dimensões. O degrau comum tem, de um modo preferido, um diâmetro de cerca de 6 mm e, de um modo preferido, 5,9 mm. A série de dispositivos de fixação com tamanhos mais pequenos pode ter três degraus em dispositivos de fixação de maiores dimensões, dois degraus em dispositivos de fixação de tamanho médio, e um nos dispositivos de fixação mais pequenos. A série de tamanhos maiores pode ter quatro degraus nos dispositivos de fixação de maiores dimensões, e três degraus nos 4 dispositivos de fixação mais pequenos. É evidente que os dispositivos de fixação mais pequenos na série de tamanhos maiores irão ser maiores do que dispositivos de fixação de maiores dimensões na série de tamanhos mais pequenos, a não ser que se deseje que possam existir parafusos da mesma dimensão, tendo alguns deles recessos em comum com a série de dispositivos de fixação com tamanhos maiores, e tendo alguns deles recessos em comum com a série de dispositivos de fixação com tamanhos mais pequenos.

Com este simples expediente, de um degrau comum entre as duas séries de tamanhos, pode, então, empregar-se um dispositivo de accionamento adaptado para a série de tamanhos mais pequenos, para accionar os dispositivos de fixação com tamanhos maiores, e vice-versa. Esta é uma caracteristica muito útil porque é um caso frequente ocorrer um dos seguintes eventos: a) Um utilizador perde algum tempo a alinhar objectos a unir por um dispositivo de fixação e, quando alinhados, mantém-nos em posição enquanto se insere um dispositivo de fixação. Depois, pega na ferramenta para accionar o dispositivo de fixação só para descobrir que tem o componente de encaixe de accionamento errado colocado na ferramenta! Em resultado, tem que, frequentemente, desmontar-se toda a peça de trabalho enquanto o utilizador coloca o componente de encaixe correcto na ferramenta (ou encontra a ferramenta correcta) antes de começar tudo de novo. b) Uma das vantagens do sistema de fixação ao qual a presente invenção se refere é que, devido ao recesso ter lados paralelos, não há escorregamento entre as ferramentas 5 e os parafusos. Consequentemente, é possível colocar um dispositivo de fixação na extremidade da ferramenta sem que o dispositivo de fixação caia imediatamente. Isto é útil porque, frequentemente, o acesso ao local onde o dispositivo de fixação vai ser aplicado é restrito ou confinado. Ao ser possível manobrar um dispositivo de fixação colocando-o em posição com a ajuda da ferramenta de accionamento isso facilita, frequentemente, esta tarefa.

Com a presente invenção, ambas as situações podem ser, convenientemente, resolvidas. No primeiro caso, ou um pequeno dispositivo de accionamento pode iniciar a ligação do dispositivo de fixação (da série de tamanhos maiores) ou, de facto, um dispositivo de accionamento de grandes dimensões pode iniciar a ligação de um dispositivo de fixação da série de tamanhos mais pequenos, (desde que o dispositivo de fixação tenha o recesso de maiores dimensões previsto para essa série). É evidente que, com o dispositivo de accionamento errado, não é aconselhável tentar um aperto final, mas este não é o problema. Depois do dispositivo de fixação ter sido bem engatado, pode encontrar-se o dispositivo de accionamento correcto e aplicá-lo para um aperto final do dispositivo de fixação.

Quanto ao evento b) anterior, o facto de empregar o dispositivo de accionamento para posicionar dispositivos de fixação numa peça de trabalho facilita, na realidade e frequentemente, a ligação. No entanto, o problema não é tão resolvido quanto poderia se se utilizasse o dispositivo de accionamento correcto. Com tamanhos maiores, o dispositivo de accionamento é, por exemplo e frequentemente, tão delgado quanto os dedos da mão de um utilizador. No entanto, utilizando o dispositivo de accionamento apropriado para uma série de 6 dispositivos de fixação com tamanhos mais pequenos para posicionar e iniciar o accionamento de um dispositivo de accionamento da série de tamanhos maiores, é provável um engate mais fácil e mais rápido da peça de trabalho.

No campo dos parafusos para metal, verifica-se que um único dispositivo de accionamento está apto a accionar todos os parafusos na série M2 a MIO. Os parafusos M2 não requerem, tipicamente, uma aplicação superior a cerca de 0,3 Nm de binário, e verifica-se que é adequado ter um único degrau de accionamento com um diâmetro de 2,5 mm e uma profundidade de 1,5 mm. Os parafusos M10 requerem, tipicamente, cerca de 70 Nm, e são necessários três degraus, ou pelo menos dois degraus de maiores dimensões, para transmitir este binário. O degrau de maiores dimensões pode ter, tipicamente, as dimensões supracitadas para o degrau mais pequeno; diâmetro de 4 mm, profundidade de 1 mm para o degrau médio; e um diâmetro de 6 mm, profundidade de 1,5 mm para o degrau de maiores dimensões. Não obstante, o beneficio de um sistema de múltiplos degraus pode ainda ser aproveitado com uma ferramenta actualizada mas, na prática, verificou-se que era melhor não apenas aumentar o tamanho global dos degraus, mas também prever quatro deles. Os degraus deveriam, de um modo preferido, ter diâmetros de cerca de 6, 10, 14 e 19 mm, e ter, cada um, uma profundidade de cerca de 2-5 mm. O degrau com o diâmetro de maiores dimensões é, idealmente, consideravelmente mais profundo.

Os degraus podem ter uma secção não circular qualquer (denominada aqui, em sentido lato, por "polígono" ou 7 "poligonal") e cada degrau pode ser o mesmo ou diferente, alinhado ou desalinhado, ou rotativamente, ou axialmente, ou ambas. 0 termo diâmetro aqui utilizado é, por conseguinte, impreciso e serve, meramente, como guia aproximado relativamente a um perfil hexagonal, sendo o diâmetro referido de zona plana a zona plana.

Também se proporciona um conjunto de punções tendo secções de formação de degraus para formar o recesso de dispositivos de fixação do sistema de fixação como definido em qualquer das reivindicações 1 a 8, incluindo o referido conjunto um punção, para uma série de dispositivos de fixação com tamanhos mais pequenos, que tem uma secção de formação do maior degrau de uma secção comum, e outro punção que tem uma secção de formação do degrau mais pequeno da mesma secção comum.

Um problema diferente, sobre o mesmo assunto que o resolvido pela presente invenção, é que, mesmo numa dada série de tamanhos, tais como M2 a MIO, como descrito anteriormente, pelo menos no tamanho MIO existe uma lacuna potencial entre a capacidade do dispositivo de accionamento e o binário requerido. A solução é embeber o recesso ainda mais na cabeça do dispositivo de fixação. Isto é possível porque a cabeça é inevitavelmente maior em parafusos e porcas de maiores dimensões. O facto de embeber o recesso mais profundamente dá origem a uma maior área de transmissão de binário do degrau com o maior diâmetro do dispositivo de accionamento e, consequentemente, podem transmitir-se binários maiores.

No entanto, surgem dois problemas. Em primeiro lugar, na indústria automóvel em particular, aplicam-se, de um modo geral, vernizes anticorrosivos às porcas. Este verniz pode preencher o degrau de recesso mais pequeno e impedir um engate correcto e total do dispositivo de accionamento no recesso, pelo menos quando se aplicam pressões manuais normais à ferramenta de accionamento e, especialmente, com recessos profundos. Em segundo lugar, quanto mais um punção penetra numa cabeça de parafuso para formar o recesso (no processo de formação a frio empregue) mais provável é que a ponta do punção (que forma o degrau de recesso mais pequeno) se quebre, a prazo.

Consequentemente, é um objectivo da presente invenção proporcionar um sistema que resolva estes problemas ou, pelo menos, mitigue os seus efeitos.

Por conseguinte, a invenção proporciona, de um modo preferido, um sistema de fixação em que a ferramenta para, pelo menos, uma das séries tem, pelo menos, três degraus de secção de accionamento na sua extremidade, compreendendo cada degrau lados dispostos de um modo sensivelmente paralelo a um eixo longitudinal da ferramenta e formando uma secção poligonal, tornando-se a secção dos degraus progressivamente mais pequena à medida que se aproximam da extremidade da ferramenta; e a série de dispositivos de fixação a ser accionados pela ferramenta inclui um primeiro dispositivo de fixação cujo recesso está formatado para ser engatado de modo a ser accionado por, pelo menos, o terceiro e segundo degraus mais pequenos da ferramenta, mas não o degrau mais pequeno, recebendo o recesso o segundo degrau mais pequeno da ferramenta que é suficientemente profundo para acomodar o degrau mais pequeno sem qualquer engate que permita um accionamento entre estes, e sem impedir um engate total dos referidos segundo e terceiro degraus nos degraus correspondentes do recesso no dispositivo de fixação. 9 A série inclui, de um modo preferido, um segundo dispositivo de fixação mais pequeno cujo recesso está formatado para ser accionado pelo degrau mais pequeno e o segundo e terceiro degraus mais pequenos da ferramenta, em que os recessos do primeiro e segundo dispositivos de fixação são tais que a profundidade de engate do terceiro degrau mais pequeno da ferramenta no recesso do segundo dispositivo de fixação é menor que a profundidade de engate do terceiro degrau mais pequeno da ferramenta no recesso do primeiro dispositivo de fixação. A série de dispositivos de fixação pode compreender parafusos com diâmetros de cerca de 2 mm a cerca de 10 mm. De facto, os parafusos podem ser parafusos para metal de tamanho M2 a tamanho MIO. Neste caso, o referido primeiro parafuso pode ser M10 e o referido segundo parafuso pode ser M8.

Os recessos do primeiro e segundo dispositivos de fixação são, de um modo preferido, tais que a profundidade de engate do terceiro degrau mais pequeno no recesso do segundo dispositivo de fixação é de cerca de 1 mm e a profundidade de engate do terceiro degrau mais pequeno da ferramenta no recesso do primeiro dispositivo de fixação é de cerca de 3 mm. O terceiro degrau mais pequeno pode ter um diâmetro de cerca de 6 mm, de um modo preferido, 5,9 mm.

Neste segundo aspecto, também se proporciona um conjunto de punções tendo secções de formação de degraus para formar o recesso de dispositivos de fixação do sistema de fixação como definido neste segundo aspecto, incluindo o referido conjunto um primeiro punção para um dispositivo de fixação de tamanho mais pequeno e que tem três secções de formação de degraus, e um 10 segundo punção para um dispositivo de fixação de tamanho maior e que tem duas secções de formação de degraus, em que: o maior degrau do segundo punção tem a mesma secção que o degrau de maiores dimensões do primeiro punção; o degrau mais pequeno do segundo punção tem a mesma secção que o degrau de dimensão média do primeiro punção; e o comprimento do degrau mais pequeno do segundo punção é o mesmo ou mais comprido que a profundidade combinada do degrau de dimensão média e do degrau mais pequeno do primeiro punção.

Consequentemente, este aspecto da invenção faz desaparecer o degrau mais pequeno do recesso nos dispositivos de fixação de maiores dimensões, abrindo-o, de um modo preferido, de forma a constituir uma extensão do segundo degrau mais pequeno do recesso. A profundidade é, obviamente, mantida para permitir a entrada completa da ferramenta.

Esta medida, então, não afecta, significativamente, a transmissão de binário. De facto, nos parafusos maiores, a transmissão de binário pelo degrau mais pequeno é de minimis quando comparada com o degrau de maiores dimensões profundamente embebido. Ao invés, reduz a possibilidade de quebra do punção e impede um engate incompleto da ferramenta no recesso do dispositivo de fixação. Nem sequer afecta a utilização da mesma ferramenta de accionamento em parafusos com tamanhos mais pequenos que estão dotados com o degrau de recesso pequeno, pelo que este aspecto do sistema não é comprometido. 11 A invenção é descrita em seguida de modo mais pormenorizado, a titulo de exemplo, fazendo referência aos desenhos em anexo, nos quais: A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de fixação de entre uma série de dispositivos de fixação com tamanhos maiores e tendo quatro degraus de accionamento; A Figura 2 é uma vista idêntica à da Figura 1 de um dispositivo de fixação mais pequeno da mesma série, mas tendo apenas três degraus de accionamento; A Figura 3 é uma vista lateral de uma ferramenta de accionamento a utilizar com os dispositivos de fixação das Figuras 1 e 2; A Figura 4 é uma vista lateral de uma ferramenta de accionamento para uma série de dispositivos de fixação com tamanhos mais pequenos do que os mostrados nas Figuras 1 e 2;

As Figuras 5a e b são uma vista em perspectiva e vista lateral, parcialmente em corte, respectivamente, de um dispositivo de fixação de tamanho médio de entre a série de dispositivos de fixação com tamanhos mais pequenos comparado com os mostrados nas Figuras 1 e 2, e que estão adaptados para ser accionados pela ferramenta da Figura 4;

As Figuras 6a e b são idênticas às Figuras 5a e b de um dispositivo de fixação maior de entre a série de tamanhos mais pequenos, e são um exemplo do segundo aspecto da presente invenção estando adaptado para ser accionado pela ferramenta mostrada na Figura 4; e 12 A Figura 7 mostra a ferramenta da Figura 4 engatada no dispositivo de fixação da Figura 2.

No gue se refere à Figura 1, um dispositivo 10 de fixação tem uma cabeça na forma de uma cápsula 12 e uma rosca pendente (não mostrada). Um recesso 14 central é formado na cápsula 12 e tem 4 degraus 16a a d de accionamento. Cada degrau tem a forma de uma secção hexagonal, estando cada degrau coaxial e alinhado com o eixo longitudinal central do dispositivo 10 de fixação. No entanto, o facto dos degraus serem hexagonais e alinhados, quer em termos de rotação, quer transversalmente, é uma questão meramente conveniente. Os degraus 16a a d de accionamento poderiam ter uma secção não circular qualquer, poderiam estar desalinhados em termos de rotação relativamente uns aos outros, e poderiam estar desalinhados transversalmente. Por outro lado, cada degrau deve situar-se dentro dos limites definidos pelo degrau precedente. Ou seja, o degrau 16d está situado dentro dos limites definidos pelo degrau 16c que, por sua vez, está situado dentro dos limites do degrau 16b e que, por sua vez, está dentro dos limites do degrau 16a. A Figura 2 mostra um dispositivo 10' de fixação idêntico, que difere do dispositivo 10 de fixação da Figura 1 pelo facto de ter uma cápsula 12' mais pequena e uma rosca 13 mais pequena. O parafuso de cabeça da Figura 1, por exemplo, poderia ser um parafuso M16, enquanto o parafuso da Figura 2, na mesma escala, seria mais provavelmente um M12. O parafuso 10' também tem um recesso 14', excepto por ter apenas três degraus 16b, c e d, em que os degraus 16b a d correspondem, exactamente, aos degraus 16b a d da Figura 1. 13

No que se refere à Figura 3, mostra-se uma ferramenta 20 de accionamento, adequada para accionar os dispositivos 10, 10' de fixação das Figuras 1 e 2. A ferramenta 20 tem flanges de accionamento, ou degraus, 26a, b, c e d, em que o degrau 26d é um elemento de encaixe deslizante e apertado no degrau 16d do recesso dos dispositivos 10, 10' de fixação das Figuras 1 e 2. Do mesmo modo, o degrau 26c é um elemento de encaixe deslizante e apertado no degrau 16c e, do mesmo modo, os degraus 26b e a nos degraus 16b e a de recesso, respectivamente. É evidente que a base 28 do recesso 26b da ferramenta 20, quando se engata no dispositivo 10' de fixação da Figura 2, assenta numa face 18 de topo do dispositivo 10' de fixação. No entanto, quando se emprega a mesma ferramenta 20 para accionar o dispositivo 10 de fixação da Figura 1, a flange 26a irá entrar no degrau 16a de recesso, e a base 28 ficará encostada ao patamar 28' entre o fundo do degrau 16a e o topo do degrau 16b. Consequentemente, a transmissão de binário entre a ferramenta e o dispositivo 10 de fixação pode ser muito maior do que entre a ferramenta 20 e o dispositivo 10' da Figura 2. Isto é, obviamente, desejável dada a diferença em tamanho entre os dispositivos 10, 10' de fixação. De facto, se fossem empregues dispositivos de fixação ainda maiores que o dispositivo 10 de fixação da Figura 1, então, aumentava-se, simplesmente, a profundidade do degrau 16a.

As Figuras 5a e b mostram um outro dispositivo 10" de fixação que, neste caso, é um parafuso para metal embutido. O tamanho do parafuso pode ser um qualquer entre M2 a M10, embora, com um recesso 14" de três degraus como mostrado, é mais provável ser um M6 ou maior (embora ο M10 seja, de um modo preferido, mostrado na Figura 6, descrita em pormenor em 14 seguida). 0 recesso 14" parece idêntico ao recesso 14' da Figura 2. No entanto, as dimensões são muito inferiores. De facto, as dimensões de um exemplo da presente invenção são mostradas no Quadro I em seguida, e a partir do mesmo pode ver-se que o diâmetro do degrau 16b' de recesso do dispositivo 10" de fixação é o mesmo que o diâmetro do recesso 16d do dispositivo 10' de fixação. Além disso, a profundidade do degrau 16d de recesso do dispositivo 10" de fixação da Figura 2 tem uma profundidade superior às profundidades combinadas dos degraus 26c' e 26d' de ferramenta em mais do que um milimetro (vide Figura 4). O que isto significa é que uma ferramenta 20', como mostrada na Figura 4, que se encaixa no recesso 14" do dispositivo 10" de fixação da Figura 5, ir-se-á encaixar no recesso 16d dos dispositivos 10 e 10' de fixação das Figuras 1 e 2.

Quadro I

Degrau Profundidade (mm) Diâmetro (mm) 16d 3, 5 5,9 16d' 1,5 2 16c 2,7 10 16c' 1 4 16b 2,7 14 16b' Até 3 5,9 16a Até 11 19

Para além disso, o degrau 26d de ferramenta da ferramenta 20 ir-se-á encaixar nos degraus 16b' e 16b" de recesso dos dispositivos 10" e 10"' de fixação na Figura 5a e 6a, respectivamente. 15 A Figura 4 mostra uma ferramenta 20' para accionar a série de dimensões mais pequenas mostrada na Figura 5, e também Figura 6, como descrito de modo pormenorizado em seguida. A ferramenta tem três flanges de accionamento ou degraus 26b', c' e d' que se encaixam nos recessos 16b', c' e d' descritos anteriormente do dispositivo 10" de fixação da Figura 5a. As flanges 26b', c' e d' são formadas numa secção 26a' de base da barra hexagonal que tem um diâmetro de 6 mm e é a secção empregue normalmente para componentes de encaixe em forma de chaves de fendas empregues por ferramentas mecânicas. Na Figura 4, e também na Figura 3, a profundidade de penetração da ferramenta 20', e 20 no caso da Figura 3, no recesso de parafusos com tamanhos diferentes nas duas séries de tamanhos, M2 a M10 e M12 a M30, está marcada. A partir desta, pode ver-se que a secção 26a' não é empregue como flange ou degrau de accionamento. As profundidades do degrau de maiores dimensões são dadas no Quadro II em seguida.

Quadro II

Tamanho do Parafuso Binário Máximo Requerido (Nm) Binário de ruptura obtido (Nm) Degrau de Maiores Dimensões Profundidade do Degrau de Maiores Dimensões (mm) M2, 5 0,7 1,5 26d' 1,5 M4 4,1 5, 8 26c' 1 M6 14 21 26b' 1 M8 35 52 26b' 2 M10 69 89 26b' 3 Ml 2 120 26c 2,7 16 (continuação)

Ml 4 190 26b 2,7 Ml 6 295 26b 2,7 Ml 8 405 26a 3 M20 580 26a 3 M22 780 26a 4 M24 1000 26a 4 M26 1250 26a 5 M28 1600 26a 5 M30 2000 26a 6

No Quadro II, o Binário Máximo Requerido é o binário de aperto geralmente aceite para esse tamanho de parafuso em aço de grau 10,9 e engate por atrito médio na correspondente rosca da porca. De facto, é também um requisito geral que haja uma deformação da rosca de um parafuso antes de falhar a acção de accionamento no parafuso por parte da ferramenta de accionamento através da cabeça do parafuso. Este binário é, de um modo geral, 15% superior ao binário de ruptura mínimo para a secção roscada do parafuso. Com as ferramentas às quais se refere a presente invenção, estes binários são obtidos com alguma margem, como mostrado no Quadro II. No que se refere, agora, às Figuras 6a e b, mostra-se o dispositivo 10" de fixação com um recesso 14"' que difere do recesso 14" do dispositivo 10" de fixação mostrado nas Figuras 5a e b nos seguintes pontos. Dado que o dispositivo 10"' de fixação é maior do que o dispositivo 10" de fixação, podendo ser, por exemplo, um parafuso M10, o seu recesso 16b" de maiores dimensões, correspondente em diâmetro ao recesso 16b' do parafuso 10" da Figura 5a, tem uma profundidade aumentada. O binário de transmissão possível por esse degrau é, por conseguinte, intensificado. Devido a isso, a contribuição do 17 degrau mais pequeno passa a ser, essencialmente, de minimis. Ao invés, se se proporcionasse um degrau 16d', este daria origem a dois efeitos adversos. 0 sistema de fixação é originado pelo método de fabrico de parafusos aos quais a presente invenção se refere. Este método implica a formação a frio utilizando um punção tendo um perfil correspondente à forma desejada do recesso 14"'. Além disso, dado que a formação a frio implica um determinado retrocesso elástico do metal depois deste ter derivado para a forma requerida após impacto do punção, o retrocesso tende a prender o punção e impedir a sua remoção da cabeça formada. De facto, é por este motivo que o punção é ligeiramente maior do que a forma final desejada de modo a acomodar este efeito de retrocesso. No entanto, a ponta na extremidade do punção (não mostrada, parecida com a ferramenta 20' na Figura 4 e correspondente ao seu degrau 26d') é de algum modo vulnerável dado a sua pequena dimensão. Pode, com uma utilização repetida, deformar-se: este é, particularmente, o caso quando o punção penetra profundamente na cabeça do parafuso para formar o recesso mais profundo requerido em parafusos maiores desta série de tamanhos. O segundo efeito é exposto pelo desejo frequente de revestir parafusos, particularmente os que vão ser utilizados na indústria automóvel, com um verniz que dá ao parafuso uma resistência à corrosão. Dado o pequeno tamanho do degrau 16d' de recesso, o verniz nesse degrau pode inibir um engate completo da ferramenta de accionamento no recesso.

Consequentemente, em parafusos 10"' maiores (desta série de tamanhos mais pequenos de parafusos), também se prolonga a profundidade do segundo degrau 16c" de recesso abrindo-o para o 18 se fosse esse o caso. Isto, então, que seria o recesso 16d', suprime a ponta do punção (não mostrada) que forma o recesso 14"' e, por conseguinte, elimina a possibilidade dessa ponta se partir. Logo, a vida útil do punção é melhorada. Em segundo lugar, o pequeno poço que seria formado por um recesso 16d' é suprimido, para que um engate completo da ferramenta 20' de accionamento no recesso 14"' não seja prejudicado. O único efeito negativo é uma pequena perda de potencial de accionamento através do degrau 26d' da ferramenta. No entanto, como já declarado, isto é de minimis quando comparado com o aumento de tamanho do degrau 16b" de recesso.

Uma configuração deste tipo também seria preferida para os parafusos mais pequenos, excepto pelo facto de, nos tamanhos mais pequenos que M8, o degrau 16c" médio prolongado ficar muito perto do gargalo 30 entre a cabeça 32 e a haste 34 de versões mais pequenas do parafuso 10"'. Além disso, nesses parafusos, o recesso 14"' não pode ser tão profundo e, por conseguinte, a perda de capacidade de accionamento, como representada pelo degrau 16d' pequeno, seria mais relevante. E também a capacidade de utilização da mesma ferramenta 20' em parafusos pequenos que só podem ter um único recesso em degrau com o tamanho do degrau 16d' .

No entanto, quer o problema de rupturas de pontas do punção, quer de inserção completa da ferramenta de accionamento no recesso, são menos problemáticos com os recessos menos profundos dos parafusos mais pequenos. No primeiro caso, o punção tende a ser removido antes da cabeça do parafuso prender a ponta na extremidade do punção e, de qualquer modo, a força de retrocesso é menor devido ao menor volume da cabeça 32 dos parafusos mais pequenos. Em segundo lugar, o verniz tem um 19 caminho de escape mais curto quando uma ferramenta é inserida num recesso 14" de um parafuso mais pequeno, pelo que é menos provável a interrupção de um engate completo com a mesma força de inserção da ferramenta no recesso.

Por fim, no que se refere à Figura 7, um dos benefícios de fazer com que o degrau 16d de recesso mais pequeno da série de parafusos 10, 10' de grandes dimensões tenha o mesmo tamanho que o degrau 26b'de maiores dimensões da ferramenta 20' para accionar a série de parafusos 10", 10"' de menores dimensões, é que uma ferramenta 20' pode ser utilizada para manobrar e iniciar o accionamento de séries de parafusos maiores. Isto facilita o manuseamento dos parafusos maiores, particularmente em espaços confinados. Do mesmo modo, tem a vantagem de, se um utilizador agarrar a ferramenta 20' errada (ou descobrir que o seu dispositivo de accionamento tem o componente de encaixe errado colocado), esta poder ainda ser utilizada para accionar o parafuso 10, 10', pelo menos até ser apertado à mão. A invenção também se refere aos punções que formam os recessos da presente invenção. Não há qualquer ilustração individual dos punções, porque estes correspondem, essencialmente, às ferramentas de accionamento. Existem diferenças relativamente às ferramentas de accionamento, em termos de material e diferenças dimensionais menores, embora essenciais, que serão evidentes para os especialistas na técnica. Por conseguinte, não é aqui exigida uma elaboração mais pormenorizada.

No primeiro aspecto, o conjunto de punções compreende, pelo menos, um tendo a forma da ferramenta na Figura 3, e outro tendo a forma da ferramenta da Figura 4. no segundo aspecto, o 20 conjunto de punções compreende, pelo menos, um tendo a forma da ferramenta da Figura 4, e outro tendo uma forma que não é aqui mostrada como uma ferramenta. Isto deve-se ao facto da mesma ferramenta da Figura 4 ser empregue para accionar o recesso, apesar de o recesso ter um perfil diferente da ferramenta. Não obstante, o perfil do outro punção corresponde ao recesso 14"' do parafuso 10"' na Figura 6.

Lisboa, 14 de Novembro de 2007 21

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Sistema de fixação compreendendo uma multiplicidade de dispositivos (10) de fixação roscados e com tamanhos diferentes, tendo cada dispositivo de fixação uma cabeça (12) dotada com um recesso (14) para receber uma ferramenta (20) destinada a accionar de modo rotativo o dispositivo de fixação, e em que, pelo menos, alguns dos dispositivos de fixação têm um recesso compreendendo uma multiplicidade de degraus (16a, b, c, d) de accionamento com tamanhos decrescentes sobrepostos uns aos outros, tendo cada degrau lados que são sensivelmente paralelos a um eixo longitudinal do dispositivo de fixação e definem uma secção poligonal; caracterizado por o referido sistema compreender, pelo menos, duas séries (10, 10' ; 10", 10"') de referidos dispositivos de fixação, nas quais os dispositivos (10, 10') de fixação de uma série de tamanhos maiores da referida multiplicidade de séries são maiores que dispositivos (10", 10"') de fixação de uma série de tamanhos mais pequenos da referida multiplicidade de séries; por, entre as referidas séries de tamanhos mais pequenos e tamanhos maiores existir um degrau (16d; 16b', 16b") comum de, pelo menos, alguns dos dispositivos de fixação em cada série, que é o degrau de maiores dimensões do recesso de alguns dispositivos de fixação na série de tamanhos mais pequenos e o degrau mais pequeno do recesso de alguns 1 dispositivos de fixação da série de tamanhos maiores, tendo esse degrau comum a mesma secção em cada série; e por a profundidade desde a base do referido degrau de maiores dimensões do recesso até à base do referido degrau mais pequeno do recesso nos dispositivos de fixação da série de tamanhos mais pequenos ser inferior à profundidade do degrau mais pequeno do recesso nos dispositivos de fixação da série de tamanhos maiores.
2. Sistema de fixação como reivindicado na reivindicação 1, em que existem duas séries de tamanhos de dispositivos de fixação compreendendo parafusos com diâmetros de cerca de 2 mm a cerca de 10 mm e de cerca de 10 mm a cerca de 30 mm.
3. Sistema de fixação como reivindicado na reivindicação 2, em que os parafusos são parafusos para mental com um tamanho que varia de M2 a M10 na série de pequenas dimensões e de tamanho Ml2 a M30 na série de grandes dimensões.
4. Sistema de fixação como reivindicado na reivindicação 1, 2 ou 3, em que o degrau comum tem uma secção hexagonal.
5. Sistema de fixação como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em que o degrau comum tem um diâmetro de cerca de 6 mm e, de um modo preferido, 5,9 mm.
6. Sistema de fixação como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em que a série de dispositivos de fixação com tamanhos mais pequenos tem três degraus (16b', c', d') em dispositivos de fixação de maiores dimensões, dois degraus (16c', d') em dispositivos de fixação de 2 tamanho médio, e um (16d') nos dispositivos de fixação mais pequenos.
7. Sistema de fixação como reivindicado em qualquer das reivindicações 1 a 5, em que, na série de dispositivos de fixação com tamanhos mais pequenos, os dispositivos de fixação maiores têm dois degraus (16b", c") compreendendo o degrau (16b") comum com uma primeira profundidade e um degrau (16c") mais pequeno com uma segunda profundidade, e os dispositivos de fixação de tamanho médio têm três degraus (16b', c', d') compreendendo o degrau (16b') comum com uma terceira profundidade que é menor do que a primeira (16b"), um degrau (16c') de menores dimensões com uma quarta profundidade menor do que a segunda profundidade (16c") e um degrau (16d') mais pequeno.
8. Sistema de fixação como reivindicado na reivindicação 7, em que os dispositivos de fixação de pequenas dimensões têm dois degraus compreendendo o referido degrau de menores dimensões e o referido degrau mais pequeno, e dispositivos de fixação mais pequenos têm um degrau compreendendo o referido degrau mais pequeno.
9. Conjunto de punções tendo secções de formação de degraus para formar o recesso de dispositivos de fixação do sistema de fixação como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, incluindo o referido conjunto um punção, para uma série de dispositivos de fixação com tamanhos mais pequenos, que tem uma secção de formação do maior degrau de uma secção comum, e outro punção que tem uma secção de formação do degrau mais pequeno da mesma secção comum. 3
10. Sistema de fixação como reivindicado em qualquer das reivindicações 1 a 6, em que: a ferramenta (20, 20') para, pelo menos, uma das séries tem, pelo menos, três degraus (26a-d; 26a'-d') de secção de accionamento na sua extremidade, compreendendo cada degrau lados dispostos de um modo sensivelmente paralelo a um eixo longitudinal da ferramenta e formando uma secção poligonal, tornando-se a secção dos degraus progressivamente mais pequena à medida que se aproximam da extremidade da ferramenta; e a série de dispositivos de fixação a ser accionados pela ferramenta inclui um primeiro dispositivo (10"') de fixação cujo recesso está formatado para ser engatado de modo a ser accionado por, pelo menos, o terceiro (26b') e segundo (26c') degraus mais pequenos da ferramenta, mas não o degrau (26d') mais pequeno, recebendo o recesso (16c") o segundo degrau mais pequeno da ferramenta que é suficientemente profundo para acomodar o degrau mais pequeno sem qualquer engate que permita um accionamento entre estes, e sem impedir um engate total dos referidos segundo e terceiro degraus nos degraus correspondentes do recesso no dispositivo de fixação.
11. Sistema de fixação como reivindicado na reivindicação 10, em que a série inclui um segundo dispositivo (10") de fixação mais pequeno cujo recesso (14") está formatado para ser accionado pelo degrau (26d') mais pequeno, e o segundo 4 (26c') e terceiro (26b') degraus mais pequenos da ferramenta, em que: os recessos (14"', 14") do primeiro e segundo dispositivos de fixação são tais que a profundidade de engate do terceiro degrau mais pequeno da ferramenta no recesso do segundo dispositivo de fixação é menor que a profundidade de engate do terceiro degrau mais pequeno da ferramenta no recesso do primeiro dispositivo de fixação.
12. Sistema de fixação como reivindicado na reivindicação 10 ou 11, em que a série de dispositivos de fixação compreende parafusos com diâmetros de cerca de 2 mm a cerca de 10 mm.
13. Sistema de reivindicação como reivindicado na reivindicação 12, em que os parafusos são parafusos para metal de tamanho M2 a tamanho M10.
14. Sistema de fixação como reivindicado na reivindicação 13, quando dependente da reivindicação 11, em que o referido primeiro parafuso é M10 e o referido segundo parafuso é M8.
15. Sistema de fixação como reivindicado na reivindicação 14, em que os recessos do primeiro e segundo dispositivos de fixação são tais que a profundidade de engate do terceiro degrau mais pequeno no recesso do segundo dispositivo de fixação é de cerca de 1 mm e a profundidade de engate do terceiro degrau mais pequeno da ferramenta no recesso do primeiro dispositivo de fixação é de cerca de 3 mm. 5
16. Sistema de fixação como reivindicado em qualquer das reivindicações 10 a 15, em que os degraus têm uma secção hexagonal.
17. Sistema de fixação como reivindicado em qualquer das reivindicações 10 a 16, em que o terceiro degrau mais pequeno tem um diâmetro de cerca de 6 mm, de um modo preferido, 5,9 mm.
18. Conjunto de punções tendo secções de formação de degraus para formar o recesso de dispositivos de fixação do sistema de fixação como reivindicado em qualquer das reivindicações 10 a 17, incluindo o referido conjunto um primeiro punção para um dispositivo de fixação de tamanho mais pequeno e que tem três secções de formação de degraus, e um segundo punção para um dispositivo de fixação de tamanho maior e que tem duas secções de formação de degraus, em que: o maior degrau do segundo punção tem a mesma secção que o degrau de maiores dimensões do primeiro punção; o degrau mais pequeno do segundo punção tem a mesma secção que o degrau de dimensão média do primeiro punção; e o comprimento do degrau mais pequeno do segundo punção é o mesmo ou mais comprido que a profundidade combinada do degrau de dimensão média e do degrau mais pequeno do primeiro punção. Lisboa, 14 de Novembro de 2007 6