ES2254856T3 - Tornillo de cabeza avellanada. - Google Patents

Abstract

Tornillo de cabeza avellanada (1) con un vástago roscado (2) y una cabeza avellanada (34), que presenta una superficie cónica (6) en dirección del vástago roscado (2) con un ángulo de avellanado (á), presentando la superficie cónica (6) varios resaltes de nervio (16) distribuidos en la periferia, que definen conjuntamente una superficie envolvente cónica con un ángulo de cono (â) siendo el ángulo de avellanado (á) de la superficie cónica (6) menor que el ángulo de cono (â) de los resaltes de nervio (16), y estando configurados los resortes de nervio (16) de tal manera que, estos en una aplicación del tornillo, con atornillado directamente hundido en el material blando, como especialmente la madera, tienen un efecto de fresado, caracterizado porque los resaltes de nervio (16) exteriores, presentan la superficie de apoyo (18) que define envolventes cónicas, que con relación a su tamaño superficial se han diseñado en función de una presión de superficie específica del material, de tal maneraque la suma de las superficies de apoyo (18) de todos los resaltes de nervio (16) en la zona de por lo menos 40% a aproximadamente 60% de la superficie envolvente cónica referida a toda la superficie y con la aplicación del tornillo para la fijación de los herrajes o similares mediante el atornillado en un orificio avellanado entre los resaltes de nervio (16) y el correspondiente orificio avellanado se presenta un prensado de superficie que evita el deterioro de la superficie.

Description

Tornillo de cabeza avellanada.

La presente invención se refiere a un tornillo de cabeza avellanada, según el preámbulo de la reivindicación 1 (US-A-5 772 376).

Los tornillos de cabeza avellanada son conocidos en numerosas realizaciones. La cabeza avellanada se puede configurar como cabeza plana o alomada. Tales tornillos se utilizan, por una parte, para la fijación de herrajes o componentes similares especialmente de metal, presentando el componente correspondiente para cada tornillo un orificio de sujeción avellanado, cuyo ángulo de avellanado en general o de acuerdo con la norma, es aproximadamente de 90º. Por otra parte, tales tornillos de cabeza avellanada se emplean también un gran número para las uniones llamadas de madera-madera, en las que sin un taladrado previo se atornillan directamente. Para ello, la cabeza del tornillo debe penetrar y hundirse por sí solo en el correspondiente material. En el último caso de aplicación se presenta, debido al ángulo de avellanado de 90º en las uniones de madera-madera un astillado de la madera. Esto se evita mediante tornillos con un ángulo de avellanado correspondiente más reducido (más inclinado); estos tornillos no son apropiados, sin embargo, para la fijación de componentes con orificios avellanado los de 90º, porque ellos no se apoyan con la superficie suficientemente grande en el orificio avellanado, lo que tiene desventajas para la fijación del componente.

Un tornillo de cabeza avellanada de esta clase descrito últimamente se describen en el documento US-A-5 772 376 o el correspondiente EP 0 781 382 B1. La superficie cónica formada con un ángulo de avellanado relativamente inclinado presenta filos de avellanado con nervios muy estrechos, de tal manera que el tornillo está en condiciones de cortar mediante los nervios en una pieza de trabajo un avellanado para la cabeza avellanado. Este tornillo no es adecuado con ello para fijación de herrajes o similares con orificios de avellanado de 90º, porque para ello los nervios con sus filos de avellanado originan daños superficiales y penetra bien con sus superficies muy estrechas.

La presente invención tiene por objetivo proponer un tornillo de cabeza avellanada del tipo citado, que es adecuado - prácticamente como "tornillo universal" - para los dos casos de aplicación con buenas características de uso.

De acuerdo con la invención, se consigue esto mediante las características de la reivindicación 1. Otras características ventajosas de la configuración de la invención están contenidas en las subreivindicaciones.

Además, la superficie cónica presenta por lo menos tres resaltes de nervio, en forma de costillas distribuidas en la periferia, es decir, separados entre sí, en dirección periférica, con superficies de apoyo exteriores que conjuntamente forman una superficie envolvente cónica con un ángulo cónico definido y, según la invención, superficies de apoyo de mencionadas relativamente grandes. Esto significa que, de acuerdo con la invención, la relación de superficie de la suma de la superficies de apoyo de todos los resaltes de nervio con relación a la suma de las zonas de las superficies cónicas que se encuentran en medio está dimensionado de tal manera que, por una parte, los resaltes de nervio no evitan un hundimiento directo de la cabeza avellanada en la madera o el material similar, y porque, por otra parte, durante la fijación de componentes con orificios avellanados entre los resaltes de los nervios y el correspondiente orificio avellanado se ha diseñado de tal manera una presión superficial que es específica para el material o en función de la combinación de materiales tornillo-componente (especialmente metal-metal) que evita los daños superficiales en la zona del orificio avellanado del componente. Para ello durante el apriete del tornillo se puede introducir una elevada fuerza de retención, sin peligro de deterioro, a través de la superficie de apoyo en el correspondiente componente. Al mismo tiempo, se han configurado los resaltes de nervio, de tal manera que estos, en el caso de aplicación primeramente citada con tornillos hundidos directamente en un material reciente o blando, como especialmente madera o un material similar, tienen un efecto de fresado (efecto de raspado). Esto contribuye a un buen hundimiento de la cabeza con un peligro mínimo de astillado y reducido par de roscado. Debido al diseño, según la invención, de superficies apoyo de los resaltes de nervio no se presenta este efecto de fresado en la fijación de los herrajes o sólo de forma insignificante.

El ángulo de avellanado de la superficie cónica es menor que el ángulo cónico de la superficie envolvente de los resaltes de nervio. En una configuración preferente, el ángulo de avellanado relativamente pequeño o configurado inclinado; éste se encuentra aproximadamente entre 50º y 60º y es especialmente de 53º a 55º. Este ángulo de avellanado es especialmente ventajoso para un atornillable directo en la madera con peligro de astillado reducido durante el hundimiento. En cambio, el ángulo cónico de los resaltes de nervio es aproximadamente de 90º, lo que es ventajoso para la fijación de herrajes y componentes similares con orificios de fijación avellanados, que presentan asimismo un ángulo de avellanado de aproximadamente 90º.

Mediante los ejemplos de realización precedentes mostrados en el dibujo, se explicará la invención a continuación con mayor detalle. En los dibujos muestran:

la figura 1, una vista lateral parcial de un tornillo de cabeza avellanada, según la invención, en la zona de la cabeza avellanada y una parte del vástago roscado siguiente,

la figura 2, una vista en corte en la dirección de la flecha II-II según la figura 1,

la figura 3, una sección parcial por la zona de un juego del nervio según la invención en el plano III-III según la figura 2, y

la figura 4, una representación análoga a la de la figura 2 en una variante de realización.

Un tornillo de cabeza avellanada 1 presenta un vástago roscado con una cabeza avellanada 4. El otro extremo del vástago roscado se convierte en una punta roscada no representada. La cabeza avellanada 4 presenta una superficie cónica 6 que termina en dirección al vástago roscado con un ángulo de avellanado \alpha.

El ejemplo de realización representada se trata en el caso de la cabeza avellanada 4, de una cabeza avellanada plana, que en su lado opuesto al vástago roscado presenta una superficie plana 8. Alternativamente, puede realizarse la cabeza avellanada 4 también como la llamada cabeza alomada con una superficie curvada convexa. En ambos casos puede presentar la cabeza avellanada 4 preferentemente un punto de ataque interior para la aplicación 10, y concretamente especialmente en forma de una ranura en cruz o una estrella interior, preferentemente con guía de llave.

El vástago roscado 2 está formado, al menos parcialmente, por un núcleo cilíndrico 12 y una rosca como elevación que discurre de forma helicoidal por encima del núcleo 12, de uno o varios filetes 14. La rosca 14 define con su borde roscado exterior un diámetro nominal de rosca D. El paso de rosca se ha señalizado en la figura 1 con S.

De acuerdo con la experiencia, se han dispuesto encima de la superficie cónica 6, por lo menos tres resaltes del nervio 16, distribuidos en la periferia y separados uno de otro. Estos resaltes de nervio 16 presentan superficies de apoyo exteriores 18, que definen conjuntamente una superficie envolvente cónica con un ángulo de cono \beta definido (figura 1). La superficie de apoyo 18 de cada resalte de cono 16 forma con ello una parte de una superficie cónica con el ángulo de cono \beta. Para ello, según la invención, se ha previsto que el ángulo de avellanado \alpha de la superficie envolvente sea menor que el ángulo \beta de la superficie envolvente de los resaltes de nervio 16. Para un aplicación universal u opcional del tornillo de cabeza avellanada 1 en los casos de aplicación anteriormente descritos, es ventajoso si el ángulo de avellanado \alpha se encuentra comprendido entre 50º y 60º. Para un atornillado directo en madera, con un hundimiento de la cabeza avellanada 4 sin peligro o con peligro reducido de astillarse, es particularmente ventajoso un valor del ángulo de avellanado \alpha de 53º a 55º. El ángulo de cono \beta es de 90º y corresponde con ello al ángulo de avellanado usual o normalizado de los orificios de fijación avellanados de herrajes o de componentes similares.

Para ello no debe ser, por una parte, la superficie total (suma) de todo superficies de apoyo 18 de los resaltes de nervio 16 demasiado grande, para que durante el hundimiento en el material blando puedan introducirse bien los resaltes de nervio 16. Para ello los resaltes de nervio 16 según la invención se han configurado de tal manera que con una aplicación del tornillo con atornillado directo hundido, especialmente en madera u otro material blando similar tienen un efecto de fresado (efecto de raspado). Esto reduce claramente el peligro de astillado. Por otra parte, los resaltes de nervio 16 con relación al tamaño de la superficie de apoyo 18 se han diseñado de tal tamaño en función de una presión de superficie específica del material, que en aplicación para la fijación de herrajes o similares, mediante atornillado, se presenta una presión superficial medida de tal forma en un orificio avellanado entre los resaltes de nervio 16 y en el orificio avellanado correspondiente, que se pueden evitar los deterioros en la zona del orificio de avellanado. Para ello la suma de la superficies de apoyo 18 de todos los resaltes de nervio 16 debe encontrarse por lo menos entre 40% hasta máximo un 60% aproximadamente de toda la superficie envolvente cónica referida a la periferia. La magnitud mínima de la superficies de apoyo 18 de los resaltes de nervio 16 de aproximadamente 40% de la superficie total está representada en la figura 2. Para ello, la extensión angular periférica de los resaltes de nervio 16 está señalizada con W1, mientras que la extensión angular de las zonas que se encuentran en medio están señalizadas con W2. En el ejemplo representado, el ángulos W1 es de aproximadamente 24º y el ángulo W2 de aproximadamente 36º. De este modo, corresponde W1 aproximadamente al 40% del ángulo total de 60º. Preferentemente debería ser la magnitud total de transferencias de apoyo 18, pero aproximadamente 50% de toda la superficie envolvente. Esto significa que, entonces la suma de todas las superficies de apoyo 18 de todos los resaltes de nervio 16 es igual a la suma de la superficies que se encuentran entre los resaltes de nervio 16.

El tornillo 1, para la mayor parte de aplicaciones es de tal manera que para la fijación de herrajes de metal (acero, aluminio u otros metales no férricos) es de un acero usual para tornillos.

La cabeza avellanada 4 presenta, partiendo de la superficie cónica 6, en el lado opuesto al vástago roscado 2 un borde periférico 19 que sobresale con perímetro exterior que es mayor en comparación la superficie cónica 6 en el diámetro (figura 1). De este modo se forma en la cara inferior, entre el borde periférico 19, y la superficie cónica 6 una transición 21. Esta transición 21 se "llena" prácticamente en la zona de los resaltes de nervio, de tal manera que los resaltes de nervio 16 se extienden con las superficies de apoyo 18, según la figura 1, desde el perímetro exterior 20 correspondiente al ángulo \beta hasta la superficie cónica 6. Según la figura 2, se extienden los resaltes de nervio 16 partiendo del perímetro, exteriormente de la cabeza avellanada 4, esencialmente en dirección radial por lo menos hasta la zona de una proyección axial de los bordes de rosca exteriores de la rosca 14 del vástago roscados. En el ejemplo representado, terminan los resaltes de nervio 16 aproximadamente en una proyección roscada axial determinada y de este modo a la línea circular 22 (figuras 2 y 4), diámetro nominal roscado D (figuras 2 y 4), pero podrían discurrir todavía más allá, hacia el interior en dirección del núcleo cilíndrico 12, es decir, en la zona envolvente de la rosca.

Además, en los ejemplos de realización representados se ha previsto seis resaltes de nervio 16 con la misma configuración y en una distribución periférica uniforme simétrica radial. El número de los resaltes de nervio 16 puede encontrarse también comprendido entre tres y ocho. Para ello cada resalte de nervio 16 se ha configurado según la figura 2 y 4 con relación a la forma de su superficie de apoyo 18 esencialmente como un recorte de anillo circular (sector) con flancos 24, 26 que discurren radialmente (véase también figura 3). En el ejemplo de realización representado en la figura 4 discurren los flancos 24, 26, sin embargo, de tal manera ligeramente "sobre radiales", es decir desde el interior hacia el exterior más divergentes que con los flancos radiales exactos, de manera que cada resalte de nervio 16 en comparación a una realización con flancos que discurran radialmente (como se representa por línea de trazo puntos en la figura 2 y en la figura 4) se han configurado en el perímetro interior o más delegados (o en el perímetro exterior más anchos). De este modo se encuentra, al contrario de la figura 2, según la figura 4, un punto de intersección 30 de dos líneas límites 32 (señalizado a trazos) determinadas por los flancos 24, 26 no en el punto del eje X del tornillo (con vuestros representa en la figura 2), sino radialmente entre éste y el resaltes de nervio correspondiente 16.

Como resulta además de la figura 3, los flancos 24, 26 que limitan el resalte de nervio correspondiente 16 en la dirección periférica con la superficie (superficie cónica 6) de la superficie que limitan en la base del resalte de nervio 16 forman un ángulo de flanco \varphi mayor o igual de 90º. Para ello se ha previsto preferentemente que con el giro en un sentido de atornillado (flecha 34) presenta el flanco 24 dirigido hacia delante un ángulo de flanco \varphi_{1} más inclinado que se encuentra entre 90º y un máximo de 95º, mientras los otros flancos 26 presentan, preferentemente, un ángulo de flanco más plano \varphi_{2} mayor o igual de 95º. Mediante el ángulo de flanco \varphi_{1} más inclinado, forma el flanco 24 dirigido hacia delante presenta justamente una clase de bordes de fresado, que mejorará el efecto de fresado durante el avellanado. El ángulo de flanco más plano \varphi_{2} que en otros flancos 26 permite una extracción más fácil del tornillo de cabeza avellanada 1.

En otra configuración más ventajosa del tornillo de cabeza avellanado 1 la rosca 14, según la figura 1, presenta un ángulo de flanco \gamma de aproximadamente 35º. El paso S de la rosca 14 depende del diámetro nominal de rosca D y es especialmente de aproximadamente del 60% del diámetro nominal D.

La presente invención no se limita a los ejemplos de realización representados descritos, sino que comprende también todas las realizaciones equivalentes de la invención. Además, la invención no se limita tampoco a la combinación de características definidas de reivindicación 1, sino también a todas las otras combinaciones de determinadas características de todos los detalles dados a conocer. Esto significa que en principio, prácticamente cualquier detalle, de la reivindicación 1 se puede omitir o sustituir, por lo menos por otro detalle dado a conocer en otro punto de la solicitud. Especialmente la reivindicación 1 se debe entender sólo como un ensayo de formulación para una invención.

Claims (13)

1. Tornillo de cabeza avellanada (1) con un vástago roscado (2) y una cabeza avellanada (34), que presenta una superficie cónica (6) en dirección del vástago roscado (2) con un ángulo de avellanado (\alpha), presentando la superficie cónica (6) varios resaltes de nervio (16) distribuidos en la periferia, que definen conjuntamente una superficie envolvente cónica con un ángulo de cono (\beta) siendo el ángulo de avellanado (\alpha) de la superficie cónica (6) menor que el ángulo de cono (\beta) de los resaltes de nervio (16), y estando configurados los resortes de nervio (16) de tal manera que, estos en una aplicación del tornillo, con atornillado directamente hundido en el material blando, como especialmente la madera, tienen un efecto de fresado, caracterizado porque los resaltes de nervio (16) exteriores, presentan la superficie de apoyo (18) que define envolventes cónicas, que con relación a su tamaño superficial se han diseñado en función de una presión de superficie específica del material, de tal manera que la suma de las superficies de apoyo (18) de todos los resaltes de nervio (16) en la zona de por lo menos 40% a aproximadamente 60% de la superficie envolvente cónica referida a toda la superficie y con la aplicación del tornillo para la fijación de los herrajes o similares mediante el atornillado en un orificio avellanado entre los resaltes de nervio (16) y el correspondiente orificio avellanado se presenta un prensado de superficie que evita el deterioro de la superficie.

2. Tornillo de cabeza avellanada, según la reivindicación 1, caracterizado porque la suma de las superficies de apoyo (18) de todos los resaltes de nervio (16) es aproximadamente igual a la suma de las superficies que se encuentran entre los resaltes de nervio (16).

3. Tornillo de cabeza avellanada, según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el ángulo de avellanado (\alpha) se encuentra aproximadamente comprendido entre 50º y 60º, especialmente entre 53º y 55º.

4. Tornillo de cabeza avellanada, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el ángulo de cono (\beta) es de aproximadamente 90º.

5. Tornillo de cabeza avellanada, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los resaltes de nervios (16) se extienden aproximadamente desde un perímetro exterior (20) de la cabeza avellanada (4) esencialmente en dirección radial por lo menos hasta la zona de una proyección axial (22) de una rosca (14) del vástago roscado (2).

6. Tornillo de cabeza avellanada, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los resaltes de nervios (16) se han previsto con la misma configuración y con el mismo número de tres a ocho, especialmente seis, en distribución periférica simétrica radial.

7. Tornillo de cabeza avellanada, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque cada resalte de nervio (16) está configurado con relación a su superficie de apoyo (18) esencialmente como sección anular con un flanco que discurren radialmente (24, 26).

8. Tornillo de cabeza avellanada, según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque cada resalte de nervio (16) está limitado en dirección periférica por los flancos (24, 26), formando los flancos (24, 26) con la superficie que limita en el lado del pie un ángulo de flanco (\varphi_{1}, \varphi_{2}) mayor o igual de 90º.

9. Tornillo de cabeza avellanada, según la reivindicación 8, caracterizado porque la rotación en un sentido de atornillado (34) presenta hacia delante flancos (4) un ángulo de flanco (\varphi_{1}) que esta comprendido entre 90º y 95º, mientras que el otro flanco (26) presenta preferentemente un ángulo de flanco (\varphi_{2}) mayor igual de 95º.

10. Tornillo de cabeza avellanada, según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el vástago roscado (2) está formado de un núcleo (12) cilíndrico, por lo menos en parte, y una rosca (14) que discurren como una elevación sobre el núcleo (12).

11. Tornillo de cabeza avellanada, según la reivindicación 10, caracterizado porque la rosca (14) presenta un ángulo de flanco (\gamma) de aproximadamente 35º.

12. Tornillo de cabeza avellanada, según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la rosca (14) presenta un paso (S) que depende del diámetro nominal de la rosca (D) y es especialmente del 60% del diámetro nominal (D).

13. Tornillo de cabeza avellanada, según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la cabeza avellanada (4) presenta un lugar de ataque interior (10) para una herramienta de giro, especialmente en forma de una ranura en cruz o de un punto de ataque en forma de estrella interior, preferentemente con guiado de llave.