BRPI0714664A2

BRPI0714664A2 - parafuso para cortar futros e roscas

Info

Publication number: BRPI0714664A2
Application number: BRPI0714664-7A
Authority: BR
Inventors: Michael Achenbach; Eberhard Christ; Heinrich Friederich; Gottfried Koenig
Original assignee: Ejot Gmbh & Co Kg
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2013-05-07
Also published as: CN101517249A; KR20090034873A; AU2007278469A1; WO2008012052A1; DE102006034585A1; EP2044340A1; US20090311075A1; JP2009544907A; MX2009000732A

Abstract

PARAFUSO PARA CORTAR FUROS E ROSCAS. A presente invenção refere-se a um parafuso (1) para cortar furos e roscas, que pode ser aparafusado em uma chapa metálica (20) e que compreende uma cabeça (2), que apresenta uma recepção para ferramentas, um corpo roscado (3), uma peça de cortar furos (4), que se estreita de modo ligeiramente cônico, e uma peça de fricção para furos (5, 8, 12), que apresenta uma seção cônica. A peça de fricção para furos apresenta um ressalto radial (6, 9, 11), que forma um furo, que circunda coaxialmente, à semelhança de um anel, a seção cônica (7, 10, 13, 15, 17) e pode ser aplicado sobre a chapa metálica (20), com um diâmetro substancialmente maior em relação à seção cônica (7, 10, 13, 15, 17) e através de uma borda anular (14) arredondada passa para a peça de cortar furos (4).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PARAFUSO PARA CORTAR FUROS E ROSCAS".

A presente invenção refere-se a um parafuso para cortar furos e roscas, que pode ser aparafusado em uma chapa metálica, com uma cabeça que apresenta uma recepção para ferramentas, um corpo roscado, uma pe- ça de cortar furos, que se estreita de modo ligeiramente cônico, e uma peça de fricção para furos.

Um parafuso desse tipo é conhecido do documento de patente europeu 0 464 071 B1. Nesse parafuso é usada uma peça de fricção para furos, que está formada como seção cônica, que termina em uma ponta ar- redondada. Esse ponta é aplicada sobre uma chapa metálica, de modo que na rotação do parafuso o material da chapa metálica é amolecido e a seção cônica pode transpassar a chapa metálica, com o que é formado um furo na chapa metálica. À seção cônica anexa-se de modo contínuo uma peça de cortar furos cônica, formada de modo substancialmente mais delgado, que penetra no furo formado peça de fricção para furos e depois alarga o mesmo até seu maior diâmetro, sob calor de fricção pela rotação do parafuso. Nesse caso, forma-se uma passagem do material da chapa metálica, que se esten- de nos dois lados da chapa metálica, portanto, particularmente também no lado pelo qual o parafuso é aplicado sobre a chapa metálica. Mas, em mui- tos casos, a passagem nesse lado é indesejável.

Em um elemento de fixação formado como pino de solda de fricção, já foi prevista uma configuração de acordo com a patente alemã 20 2005 017 524.2, na qual uma ponta obtusa de uma extremidade cônica do pino, devido a uma rotação correspondentemente rápida e pressão do pino contra uma peça a trabalhar, leva a superfície da mesma à fusão, sendo que o material fundido pode escoar lateralmente. A ponta obtusa está circundada de uma ranhura oca coaxial, que coleta o material fundido. Mas, essa configuração não é apropriada para ser usada como parafuso de cortar furos e roscas, uma vez que no uso do mesmo, o transpasse de um componente, sobre o qual o elemento de fixação está aplicado, deve exatamente ser evitado.

A invenção tem por base a tarefa de criar um parafuso de cortar furos e roscas, com o qual, ao ser produzido um furo em uma chapa metáli- ca, para o posterior aparasufamento de uma rosca, é formada uma passa- gem, substancialmente, apenas no lado que está afastado do lado de aplica- ção do parafuso sobre a chapa metálica. Além disso, o parafuso deve estar configurado de tal modo que o calor necessário para formação do furo possa ser gerado em tempo particularmente curto depois da aplicação do parafuso sobre a chapa metálica.

De acordo com a invenção isso se dá pelo fato de que a peça de fricção para furos está formada como ressalto radial, que circunda coaxial- mente, à semelhança de um anel, uma seção cônica, aplicável sobre a cha- pa metálica, possui um diâmetro substancialmente maior em relação à seção cônica e, através de uma borda anular arredondada passa para a peça de cortar furos.

O parafuso de acordo com a invenção, com sua peça de fricção para furos, formada como ressalto radial, exerce uma pressão, quando o parafuso é comprimido sobre a chapa metálica, que na rotação do parafuso dá ao material da chapa metálica, amolecido devido ao calor de fricção, a tendência de desviar-se, antes do ressalto radial, na direção da pressão e- xercida sobre a chapa metálica e, com isso, formar uma passagem com bor- das lisas, que no lado afastado do parafuso da chapa metálica não causa qualquer perturbação, mas que, em todo o caso, não possui a tendência de estender-se também em direção ao lado da aplicação sobre a chapa metáli- ca. Desse modo, resulta, de certo modo, um tratamento em dois estágios da chapa metálica, no qual, primeiramente, por aplicação e rotação do parafuso com sua peça de fricção para furos é produzido um furo na chapa metálica, sendo que o ressalto radial da peça de fricção para furos apóia-se sobre a chapa metálica e se comprime sobre a mesma, com o que o material remo- vido da chapa metálica e amolecido por calor de fricção escoa completamen- te para a passagem no lado oposto ao lado de aplicação do parafuso da chapa metálica, após o que a peça de cortar furos desliza sobre a borda anular para dentro do furo e alarga o mesmo e a passagem para o maior diâmetro da peça de cortar furos. Desse modo, é obtida, substancialmente, uma passagem no lado afastado do parafuso da chapa metálica, que, além disso, é formada de modo inteiriço e não apresenta quaisquer rebarbas, tal como pode ocorrer, de outro modo, nesse tipo de passagens.

Para a configuração do ressalto radial existem diversas possibi- lidades. O mesmo pode estar configurado de tal modo que ele se estende, substancialmente, em um ângulo de 90° ao eixo do parafuso. Por outro lado, também é possível formar o ressalto radial como cone truncado. Nessa con- figuração, é obtido um efeito particularmente favorável sobre o comporta- mento de escoamento do material da chapa metálica.

Além disso, também é possível deixar o ressalto radial estender- se de modo curvado concavamente. A configuração individual do ressalto radial depende, substancialmente, do material da chapa metálica. Além dis- so, pela configuração do ressalto radial, a pressão a ser aplicada e o número de rotações são influenciados favoravelmente.

Uma boa guia do parafuso em seu aparafusamento é obtida pelo fato de que a seção cônica salienta-se axialmente em relação ao ressalto radial, uma vez que, nesse caso, a seção cônica, depois de sua aplicação sobre uma chapa metálica, exerce um determinado efeito de centralização.

Para a configuração da seção cônica como parte integrante da peça de fricção para furos, existem diversas possibilidades. Pode-se deixar a seção cônica deixar terminar em uma parte terminal arredondada de modo obtuso, tal como está descrito, por exemplo, no documento patente EP 0 464 071 B1. Também pode-se deixar a seção cônica terminar em uma ponta, com que, no entanto, nesse caso, é preciso que seja exercida uma pressão relativamente grande sobre a ponta, para formação de um furo. Uma outra configuração particularmente vantajosa da seção cônica consiste no fato de dar à mesma uma cavidade coaxial, que está circundada por uma borda ob- tusa, cujo diâmetro externo (d) é 0,35 a 0,7 vezes menor do que o maior di- âmetro (D) da peça de cortar furos. Nessa construção, devido à borda em torno da cavidade, é produzido um aquecimento maior da chapa metálica, já a números de rotações relativamente pequenos, que é então suficiente para formar um furo na chapa metálica. Para a cavidade é suficiente inserir a mesma em um comprimento mais curto do que 3 mm.

Pode-se dar à borda anular, na região de sua transição para a peça de cortar furos, vantajosamente, uma curvatura, que se salienta em relação ao ressalto radial, que faz com que o material da chapa metálica se- ja deslocado, sobretudo, em direção à passagem que está se formando. Isso beneficia a formação e configuração da passagem.

Nas figuras estão representados exemplos de modalidades da invenção. Mostram:

figura 1 o parafuso em uma vista em perspectiva;

figura 2 um corte ao longo da linha Il-Il da figura 1, com ressalto

radial estendido radialmente;

figura 3 um corte semelhante, com ressalto radial estendido co-

nicamente;

figura 4 um corte semelhante, com ressalto radial curvado con-

cavamente;

figura 5 um corte semelhante, com curvatura arredondada, que se salienta em relação ao ressalto radial;

figura 6 a peça de fricção para furos, com uma seção cônica que termina em uma ponta;

figura 7 uma peça de fricção para furos, com uma seção cônica

com cavidade coaxial;

figura 8 um corte ao longo da linha VIII-VIII da figura 7; figura 9a, b e c um parafuso de acordo com a figura 1, em diver- sas fases da penetração e transpasse de uma chapa metálica.

Na figura 1 o parafuso 1 de cortar furos e roscas de acordo com

a invenção está representado em uma vista em perspectiva. O parafuso a- presenta a cabeça de parafuso 2, o corpo roscado 3 e a peça de cortar furos 4, à qual está anteposta a peça de fricção para furos 5. A peça de fricção para furos consiste no ressalto radial 6 e na seção cônica 7. Para aparafu-

samento do parafuso 1 em uma chapa metálica (veja figuras 9a a c), a seção cônica 7 é aplicada sobre a chapa metálica e posta em rotação. Devido ao calor de fricção formado, a seção cônica 7 penetra na chapa metálica, até que o ressalto radial 6 também incide sobre a chapa metálica e com seu di- âmetro relativamente grande provoca um rápido aquecimento da região cor- respondente da chapa metálica. Nesse caso, o ressalto radial 6 desloca o material amolecido da chapa metálica à sua frente, portanto, em direção ao lado da chapa metálica afastado do parafuso 1, de modo que se forma uma passagem, formada do material amolecido da chapa metálica, substancial- mente nesse lado da chapa metálica afastado do parafuso (veja figuras 9a a c). Portanto, nesse caso, o ressalto radial em uma função dupla, uma vez que, por um lado, ela provoca, de modo favorável, um rápido aquecimento do material da chapa metálica, e, por outro lado, empurra à sua frente o ma- terial aquecido e, com isso, amolecido da chapa metálica, em direção ao lado afastado do parafuso da chapa metálica.

A peça cônica 7 usada no parafuso 1 de acordo com a figura 1 possui uma extremidade arredondada 7a, que na aplicação sobre uma cha- pa metálica faz com que, a uma pressão correspondentemente alta sobre a chapa metálica, é produzido um contato de superfície e, com isso, calor de fricção correspondente. Isso é particularmente vantajoso quando se trata de aparafusar o parafuso em uma chapa metálica que consiste em um material relativamente duro, portanto, por exemplo, uma chapa metálica de aço.

Na figura 2, que mostra um corte ao longo da linha Il-Il da figura 1, o ressalto radial 6 estende-se em um ângulo de 90° ao eixo do parafuso, o que tem como conseqüência o fato de que na incidência do ressalto radial 6 sobre a chapa metálica, o mesmo é imediatamente aquecido em grande su- perfície, devido à rotação do parafuso 1.

Também pode ser desejável ampliar a pressão que parte do res- salto radial 6 com crescente penetração da peça de fricção para furos 5 no material de uma chapa metálica, portanto, começar com pressão menor e passar para uma pressão maior, o que pode dar-se por uma configuração, tal como é mostrada pela figura 3. Aqui, está representado um corte seme- lhante ao de acordo com a figura 2, que mostra uma peça de fricção para furos 8, cujo ressalto radial 9 estende-se à maneira de um cone truncado. Essa configuração tem como conseqüência o fato de que, primeiramente, apenas a peça cônica central 10 penetra no material da parte de chapa, até que então o ressalto radial 9 se insere com sua região interna e com cres- cente diâmetro se comprime sobre a borda do furo formado, com o que re- sulta uma transição para uma solicitação de pressão maior e, finalmente, ao atingir a borda externa do ressalto radial 9, é exercida a maior pressão sobre a chapa metálica.

Uma configuração semelhante está representada na figura 4, que também mostra um corte semelhante ao de acordo com a figura 2. Aqui, o ressalto radial 11 da peça de fricção para furos 12 estende-se curvada de modo côncavo, com o que a transição da carga de fricção da região da peça cônica central 13 para o ressalto radial 11 é adicionalmente uniformizada.

Uma configuração especial da peça de fricção para furos está representada na figura 5. Aqui, o ressalto radial 11 curvado de modo cônca- vo passa em sua borda externa para uma borda anular 14 saliente, que no amolecimento do material da chapa metálica, de um certo modo coleta e reúne o material, com o que o mesmo é posto à disposição, praticamente completamente, a uma passagem, que se forma sobre o lado afastado do parafuso da chapa metálica.

Uma outra variante da peça cônica está representada na figura 6. A peça cônica 15 mostrada aqui termina em uma ponta 16, que é vantajo- sa, sobretudo no uso do parafuso sobre material relativamente macio, por exemplo, alumínio.

Uma configuração especial da peça cônica está representada nas figuras 7 e 8, sendo que a figura 8 mostra um corte ao longo da linha VIII-VIII da figura 7. Aqui, a peça cônica 17 mostra em sua extremidade uma cavidade 18 coaxial, que está circundada por uma borda obtusa 19. Essa borda obtusa 19 tem um diâmetro de 2 mm em relação ao maior diâmetro da peça cônica 17, de 5 mm. Devido à borda obtusa 19, na aplicação da peça cônica 17 sobre uma chapa metálica, é produzida, imediatamente, uma su- perfície relativamente grande e um aquecimento correspondentemente grande na rotação do parafuso, o que facilita consideravelmente a penetra- ção na chapa metálica. A cavidade 18 é formada por uma perfuração curta, que tem cerca de 2 mm de profundidade.

Nas figuras 9a, b e c está representada o aparafusamento de um parafuso em uma chapa metálica 20 e a formação de uma passagem 22, sendo que figura 1 tem por base a representação da configuração de um parafuso. De acordo com a figura 9a, a peça cônica 7 arredondada em sua extremidade 21 penetrou no material da chapa metálica 20 e amoleceu cor- respondentemente o mesmo. De acordo com a figura 9b, a peça cônica 7 transpassou completamente a chapa metálica 20. Na penetração adicional, resulta, finalmente, uma posição do parafuso 1, tal como está representada na figura 9c, na qual o corpo roscado 3 transpassou a chapa metálica 20 e, nesse caso, formou a passagem 22, que, aqui, situa-se exclusivamente no lado que está afastado da aplicação do parafuso sobre a chapa metálica 20.

Claims

1. Parafuso para cortar furos e roscas (1), que pode ser aparafu- sado em uma chapa metálica (20), com uma cabeça (2), que apresenta uma recepção para ferramentas, um corpo roscado (3), uma peça de cortar furos (4), que se estreita de modo ligeiramente cônico, e uma peça de fricção para furos (5, 8, 12), que apresenta uma seção cônica, caracterizado pelo fato de que a peça de fricção para furos (5, 8, 12) apresenta um ressalto radial (6, 9, 11), que forma um furo, que circunda coaxialmente, à semelhança de um anel, a seção cônica (7, 10, 13, 15, 17) que pode ser aplicado sobre a chapa metálica (20), com um diâmetro substancialmente maior em relação à seção cônica (7, 10, 13, 15, 17) e através de uma borda anular (14) arredondada passa para a peça de cortar furos (4).

2. Parafuso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ressalto radial (6) estende-se, substancialmente,em um ângulo de 90° ao eixo de parafuso.

3. Parafuso de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o ressalto radial (9) forma um cone truncado.

4. Parafuso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ressalto radial (11) estende-se de modo curvado concavamen- te.

5. Parafuso de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, carac- terizado pelo fato de que a seção cônica (7, 10, 13, 15, 17) salienta-se axi- almente em relação ao ressalto radial (6, 9, 11).

6. Parafuso de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, carac- terizado pelo fato de que a seção cônica (7) termina em uma peça terminal (21) arredondada de modo obtuso.

7. Parafuso de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, carac- terizado pelo fato de que a seção cônica (15) termina em uma ponta (16).

8. Parafuso de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracte- rizado pelo fato de que a seção cônica (17) apresenta uma cavidade (18) coa- xial, que está circundada por uma borda (19), cujo diâmetro externo (d) é 0,25 a 0,75 vezes menor do que o maior diâmetro (D) da peça de cortar furos (4).

9. Parafuso de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a cavidade (18) é mais curta do que 3 mm.

10.

Parafuso de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, ca- racterizado pelo fato de que a borda anular (14) está formada como curvatu- ra arredondada, que se salienta axialmente em relação ao ressalto radial (11).