WO2010119149A1 - Estructura de acoplamiento entre cabeza de tornillo y herramienta de apriete - Google Patents

Estructura de acoplamiento entre cabeza de tornillo y herramienta de apriete Download PDF

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    • F16B23/003—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool characterised by the shape of the recess or the protrusion engaging the tool star-shaped or multi-lobular, e.g. Torx-type, twelve-point star

Definitions

  • the present invention relates to a coupling structure between screw head and clamping tool, designed to ensure a perfect coupling between tool and screw head, even when the axes of both components are not in total alignment, allowing inclinations of the tool , with respect to the axis of the screw head, up to 30 °.
  • the traditional coupling structures between screw head and tightening tools are constituted by a diametral groove made in the screw head and an end of the wedge-finished tool, with an introducible profile in the groove of the head of the screw.
  • Coupling structures known as a star are also known, in which the head has a cross recess and the end of the tool ends at a cross point as well.
  • the object of the present invention is a coupling structure between the head of a screw and a tightening tool, which allows actions on the head, of the screw, both in screwing and unscrewing operations, even when the tool is not in alignment with the axis of said head, being able to form with the same angles of up to 30 °.
  • Another object of the invention is to achieve a coupling structure between screw head and tightening tool that allows transmitting a t high torque on the screw, both for screwing to unthreading thereof, without risk of damage occurring in these components.
  • the coupling structure between the screw head and the tightening tool comprises a recess of curved-concave surface in the free base of the screw head, and a curved-convex surface protrusion that ends the end of the tightening tool and is slightly smaller in diameter than the recess of the screw head.
  • the curved-concave recess of the screw head has internally, from the edge of the walls of said recess, axial projections of curved-convex surface and whose cross section decreases towards the interior of the recess.
  • the protuberance of the end of the tool has southern grooves of curved-concave cross-section, decreasing towards the pole of said protuberance.
  • the grooves of this protuberance will be slightly larger in cross-section than the axial projections of the recess of the screw head.
  • the axial projections of the recess of the screw head delimit a minimum contour whose diameter is comprised between the maximum diameter of the protuberance of the end of the tool and the diameter of the contour defined by the bottom of the southern grooves of said protuberance.
  • the curved-concave shape of the recess of the screw head and the curved-convex shape of the protuberance of the end of the tool ensure the coupling between both components although the axis thereof is not perfectly aligned, even with deviations of up to 30 °, which facilitates The action on the screw head even in cases of difficult accessibility of said head.
  • Both the recess of the screw head and the protuberance of the end of the clamping tool will preferably be of substantially spherical surface.
  • the axial projections thereof will be circumferentially separated from each other a distance greater than the minimum width of these projections.
  • the southern grooves of the protuberance of the end of the tool are separated from each other by spindles of maximum width smaller than the separation between consecutive axial projections of the recess of the screw head.
  • FIG. 1 a perspective of a screw, whose head is constituted according to the invention.
  • Figure 2 is a diametral section of the same screw, taken along the line M-Il of Figure 1.
  • Figure 3 is a perspective of a tightening tool for the screw of Figures 1 and 2.
  • Figure 4 is a plan of the end of the clamping tool shown in Figure 3.
  • Figures 5 and 6 show in perspective coupling positions between the tool and screw head. Detailed description of one embodiment
  • the coupling structure between the head of a screw and the end of the tightening tool are constituted by conformations of curved surfaces comprising, in the head 1 of a screw 2, figures 1 and 2, a recess 3 of curved-concave surface , whose lateral surface protrude, from the free edge of the wall that limits this recess 3, axial projections 4 of curved-convex surface and decreasing cross-section towards the interior or bottom of the recess, as can be seen better in Figure 2.
  • the tightening tool comprises a rod 5 that is finished off at its end in a protrusion 6 of curved-convex surface, of diameter slightly smaller than that of the recess 3 of the screw head.
  • the recess 3 of the head 1 of the screw and the protuberance 6 of the end of the tool 5 will be of approximately spherical surface.
  • the protuberance 6 has southern grooves 7 of curved-concave cross-section, decreasing towards the pole 8 of the protuberance. These grooves 7 will be of slightly greater cross section than that of the axial projections 4 of the recess 3 of the head 1 of the screw.
  • the southern grooves 7 start from the base of the protuberance 6 and reach the proximities of the pole 8 of said protuberance. These southern grooves 7 are separated from each other by spindles 8 'of maximum width smaller than the separation between consecutive axial projections 4 of the recess 3 of the head 1 of the screw.
  • the axial projections 4 of the recess 3 of the screw head, figures 1 and 2 will delimit a minimum contour whose diameter will be comprised between the maximum diameter of the protuberance 6 of the end of the tool, figures 3 and 4, and that of the defined contour by the bottom of the southern grooves 7 of said protuberance.
  • the rod 5 of the tool can be cylindrical in its entire length, as shown in Figure 6, or be topped in a section 5 'of truncated conical configuration, as shown in Figure 3.
  • the end of the rod present, adjacent to the protuberance 6, on a truncated conical surface 9, which will act as a stop against the head 1 of the screw, when the screwing or unscrewing operation is performed with an inclination of the tool, with respect to the axis of the screw 2, as shown in figure 6.

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Abstract

Estructura de acoplamiento entre cabeza de tornillo y herramienta de apriete, constituida por un rehundido (3) de superficie curvo-cóncava en la base libre de la cabeza(1 ) del tornillo (2) y por una protuberancia (6) de superficie curvo-convexa que remata el extremo de la herramienta (5). El rehundido presenta interiormente resaltes axiales (4) y la protuberancia (6) presenta acanaladuras (7) meridionales.

Description

ESTRUCTURA DE ACOPLAMIENTO ENTRE CABEZA DE TORNILLO Y
HERRAMIENTA DE APRIETE Campo de Ia invención
La presente invención se refiere a una estructura de acoplamiento entre cabeza de tornillo y herramienta de apriete, concebida para asegurar un perfecto acoplamiento entre herramienta y cabeza de tornillo, incluso cuando los ejes de ambos componentes no quedan en total alineación, permitiendo inclinaciones de Ia herramienta, respecto del eje de Ia cabeza del tornillo, de hasta 30°. Antecedentes de Ia invención Las estructuras de acoplamiento tradicionales entre cabeza de tornillo y herramientas de apriete están constituidas por una ranura diametral practicada en Ia cabeza del tornillo y un extremo de Ia herramienta acabado en cuña, con un perfil introducible en Ia ranura de Ia cabeza del tornillo.
También son conocidas estructuras de acoplamiento denominadas de estrella, en las que Ia cabeza dispone de un rehundido en cruz y el extremo de Ia herramienta finaliza en una punta también en cruz.
En todos estos casos, para conseguir una acción de enroscado o desenroscado del tornillo, el eje de Ia herramienta debe situarse en alineación con el eje de Ia cabeza del tornillo, Io cual requiere de una buena accesibilidad del tornillo. En los casos en los que Ia herramienta no puede incidir sobre Ia cabeza del tornillo en alineación con el eje de dicho tornillo, no es posible una acción correcta sobre el tornillo, tanto para el enroscado como desenroscado del mismo, haciendo imposible estas operaciones o como mínimo exigiendo elevados esfuerzos que provocan además el deterioro de Ia cabeza del tornillo y/o extremo de Ia herramienta. ' También son conocidas estructuras de acoplamiento entre cabeza de tornillo y herramienta de apriete, a base de conformaciones de superficies curvas acoplables complementariamente entre sí, en las que Ia cabeza del tornillo adopta una configuración curvo-convexa, mientras que el extremo de Ia herramienta adopta una configuración curvo-cóncava, acoplable sobre Ia cabeza del tornillo, disponiendo unos y otros de acanaladuras y resaltes complementarios. Esta configuración complica considerablemente Ia fabricación, tanto del tornillo como de Ia herramienta y además presenta el riesgo de rotura de Ia cabeza del tornillo, cuando se somete a elevados pares de apriete. Descripción de Ia invención La presente invención tiene por objeto una estructura de acoplamiento entre Ia cabeza de un tornillo y una herramienta de apriete, que permita actuaciones sobre la cabeza , del tornillo, tanto en operaciones de enroscado como de desenroscado, aun cuando Ia herramienta no esté en alineación con el eje de dicha cabeza, pudiendo llegar a formar con Ia misma ángulos de hasta 30°.
Otro objeto de Ia invención es conseguir una estructura de acoplamiento entre cabeza de tornillo y herramienta de apriete que permita transmitir unt elevado par de fuerza sobre el tornillo, tanto para el enroscado como para el desenroscado del mismo, sin riesgo de que se produzcan deterioros en estos componentes.
De acuerdo con Ia presente invención Ia estructura de acoplamiento entre Ia cabeza del tornillo y Ia herramienta de apriete comprende un rehundido de superficie curvo-cóncava en Ia base libre de Ia cabeza del tornillo, y una protuberancia de superficie curvo-convexa que remata el extremo de Ia herramienta de apriete y es de diámetro ligeramente menor que el del rehundido de Ia cabeza del tornillo.
El rehundido curvo-cóncavo de Ia cabeza del tornillo presenta interiormente, a partir del borde de las paredes de dicho rehundido, resaltes axiales de superficie curvo-convexa y cuya sección transversal decrece hacia el interior del rehundido.
Por su parte, Ia protuberancia del extremo de Ia herramienta presenta acanaladuras meridionales de sección transversal curvo-cóncava, decreciente hacia el polo de dicha protuberancia. Las acanaladuras de esta protuberancia serán de sección transversal ligeramente mayor que los resaltes axiales del rehundido de Ja cabeza del tornillo.
Los resaltes axiales del rehundido de Ia cabeza del tornillo delimitan un contorno mínimo cuyo diámetro queda comprendido entre el diámetro máximo de Ia protuberancia del extremo de Ia herramienta y el diámetro del contorno definido por el fondo de las acanaladuras meridionales de dicha protuberancia.
Con Ia constitución descrita se asegura el acoplamiento de Ia protuberancia del extremo de Ia herramienta dentro del rehundido de Ia cabeza del tornillo y también el acoplamiento entre los resaltes del rehundido de Ia cabeza del tornillo y las acanaladuras meridionales de Ia protuberancia del extremo de Ia herramienta.
Por otro lado, Ia forma curvo-cóncava del rehundido de Ia cabeza del tornillo y Ia forma curvo-convexa de Ia protuberancia del extremo de Ia herramienta, aseguran el acoplamiento entre ambos componentes aunque el eje de los mismos no quede perfectamente alineado, incluso con desviaciones de hasta 30°, Io cual facilita Ia actuación sobre Ia cabeza del tornillo aun en casos de difícil accesibilidad de dicha cabeza.
El número y posición circunferencial de las acanaladuras de Ia protuberancia del extremo de Ia herramienta y de los resaltes del rehundido de Ia cabeza del tornillo serán coincidentes.
Tanto el rehundido de Ia cabeza del tornillo como Ia protuberancia del extremo de Ia herramienta de apriete serán preferentemente de superficie sustancialmente esférica.
Los resaltes axiales del interior del rehundido de Ia cabeza del tornillo no llegarán hasta el fondo de dicho rehundido.
En cuanto a las acanaladuras meridionales de Ia protuberancia del extremo de Ia herramienta, arrancarán de Ia base de dicha protuberancia, llegando hasta las proximidades del polo de Ia misma.
Dentro del rehundido de Ia cabeza del tornillo los resaltes axiales del mismo quedarán circunferencialmente separados entre sí una distancia mayor que Ia anchura mínima de estos resaltes.
Por su parte, las acanaladuras meridionales de Ia protuberancia del extremo de Ia herramienta quedan separadas entre sí por husos de anchura máxima menor que Ia separación entre resaltes axiales consecutivos del rehundido de Ia cabeza del tornillo.
Breve descripción de los dibujos
, En los dibujos adjuntos se muestra, a título de ejemplo no limitativo, una posible forma de realización de Ia estructura de acoplamiento entre Ia cabeza de un tornillo y el extremo de una herramienta, siendo: La figura 1 una perspectiva de un tornillo, cuya cabeza está constituida de acuerdo con Ia invención.
La figura 2 es una sección diametral del mismo tornillo, tomada según Ia línea de corte M-Il de Ia figura 1.
La figura 3 es una perspectiva de una herramienta de apriete para el tornillo de las figuras 1 y 2.
La figura 4 es una planta del extremo de Ia herramienta de apriete mostrada en Ia figura 3.
Las figuras 5 y 6 muestran en perspectiva posiciones de acoplamiento entre Ia herramienta y cabeza del tornillo. Descripción detallada de un modo de realización
La estructura de acoplamiento entre Ia cabeza de un tornillo y el extremo de Ia herramienta de apriete están constituidas por conformaciones de superficies curvas que comprenden, en Ia cabeza 1 de un tornillo 2, figuras 1 y 2, un rehundido 3 de superficie curvo-cóncava, de cuya superficie lateral sobresalen, a partir del borde libre de Ia pared que limita este rehundido 3, resaltes axiales 4 de superficie curvo-convexa y sección transversal decreciente hacia el interior o fondo del rehundido, según puede apreciarse mejor en Ia figura 2.
Por su parte, Ia herramienta de apriete, figuras 4 y 5, comprende un vastago 5 que queda rematado en su extremo en una protuberancia 6 de superficie curvo-convexa, de diámetro ligeramente menor que el del rehundido 3 de Ia cabeza del tornillo.
Preferentemente el rehundido 3 de Ia cabeza 1 del tornillo y Ia protuberancia 6 del extremo de Ia herramienta 5 serán de superficie aproximadamente esférica.
La protuberancia 6 presenta acanaladuras meridionales 7 de sección transversal curvo-cóncava, decreciente hacia el polo 8 de Ia protuberancia. Estas acanaladuras 7 serán de sección transversal ligeramente mayor que Ia de los resaltes axiales 4 del rehundido 3 de Ia cabeza 1 del tornillo. Las acanaladuras meridionales 7 arrancan de Ia base de Ia protuberancia 6 y llegan hasta las proximidades del polo 8 de dicha protuberancia. Estas acanaladuras meridionales 7 quedan separadas entre sí por husos 8' de anchura máxima menor que Ia separación entre resaltes axiales 4 consecutivos del rehundido 3 de Ia cabeza 1 del tornillo.
Los resaltes axiales 4 del rehundido 3 de Ia cabeza del tornillo, figuras 1 y 2, delimitarán un contorno mínimo cuyo diámetro estará comprendido entre el diámetro máximo de Ia protuberancia 6 del extremo de Ia herramienta, figuras 3 y 4, y el del contorno definido por el fondo de las acanaladuras meridionales 7 de dicha protuberancia.
Según puede apreciarse en las figuras 1 a 4, el número y posición circunferencial de las acanaladuras meridionales 7, figuras 3 y 4 y de los resaltes axiales 4, figuras 1 y 2, será coincidente en Ia protuberancia 6 del extremo de Ia herramienta de apriete y en el rehundido 3 de Ia cabeza 1 del tornillo 2.
Según puede apreciarse en las figuras 1 y 2, los resaltes axiales 4 del inferior del rehundido de Ia cabeza del tornillo no llegan hasta el fondo de dicho rehundido. Con la constitución descrita se asegura el acoplamiento de Ia protuberancia 6 del extremo de Ia herramienta de apriete 5 en el rehundido 3 de Ia cabeza 1 del tornillo 2, figura 5, incluso aunque los ejes de ambos componentes no queden perfectamente alineados, según se muestra en Ia figura 6, permitiendo desviaciones de dichos ejes de hasta 30°.
El vastago 5 de Ia herramienta puede ser cilindrico en toda su longitud, según se muestra en Ia figura 6, o bien quedar rematado en un tramo 5' de configuración troncocónica, según se muestra en Ia figura 3. En cualquier caso el extremo del vastago presentará, en posición adyacente a Ia protuberancia 6, en una superficie troncocónica 9, que actuará como tope contra Ia cabeza 1 del tornillo, cuando Ia operación de enroscado o desenroscado se realiza con una inclinación de Ia herramienta, respecto del eje del tornillo 2, según se muestra en Ia figura 6.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Estructura de acoplamiento entre cabeza de tornillo y herramienta de apriete, constituida por conformaciones de superficies curvas acoplables complementariamente en Ia cabeza del tornillo y en el extremo de Ia herramienta de apriete, caracterizada porque las conformaciones citadas comprenden un rehundido ,3 de superficie curvo-cóncava en Ia base libre de Ia cabeza (1) del tornillo (2), y una protuberancia (6) de superficie curvo-convexa que remata el extremo de Ia herramienta (5) y es de diámetro ligeramente menor que el del rehundido de Ia cabeza del tornillo; cuyo rehundido presenta interiormente y a partir del borde de Ia pared, resaltes axiales (4) de superficie curvo-cόnvexa y sección transversal decreciente hacia el interior del rehundido (3); .y cuya protuberancia presenta acanaladuras (7) de sección transversal curvo-cóncava, decreciente hacia el polo (8) de dicha protuberancia; siendo las acanaladuras (7) de Ia protuberancia de sección transversal ligeramente mayor que los resaltes axiales (4) del rehundid (3) de Ia cabeza del tornillo, y delimitando dichos resaltes (4) un contorno mínimo cuyo diámetro está comprendido entre el diámetro de Ia protuberancia del extremo de Ia herramienta y el del contorno definido por el fondo de las acanaladuras meridionales (7) de dicha protuberancia.
2.- Estructura según Ia reivindicación 1 , caracterizada porque el número y posición circunferencial de las acanaladuras (7) y resaltes axiales (4) es coincidente en Ia protuberancia (6) del extremo de Ia herramienta de apriete y en el rehundido (3) de Ia cabeza del tornillo.
3.- Estructura según Ia reivindicación 1 , caracterizada porque el rehundido (3) de Ia cabeza del tornillo y protuberancia (6) del extremo de Ia herramienta de apriete son de superficies sustancialmente esférica.
4.- Estructura según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque los resaltes axiales (4) del interior del rehundido de Ia cabeza del tornillo no llegan hasta el fondo de dicho rehundido.
5.- Estructura según Ia reivindicación 1 , caracterizada porque las acanaladuras meridionales (7) de Ia protuberancia del extremo de Ia herramienta de apriete arrancan de Ia base de dicha protuberancia y llegan hasta las proximidades del polo (8) de lá misma.
6.- Estructura según Ia reivindicación 1 , caracterizada porque dentro del rehundido (3) de Ia cabeza del tornillo los resaltes axiales (4) quedan circunferencialmente separados entre sí una distancia mayor que Ia anchura máxima de dichos resaltes.
7.- Estructura según Ia reivindicación 1 , caracterizada porque las acanaladuras meridionales (7) de Ia protuberancia (6) del extremo de Ia herramienta quedan separadas entre sí por husos (8') de anchura máxima menor que Ia separación entre resaltes axiales (4) consecutivos del rehundido (3) de Ia cabeza del tornillo.
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