ES2785499T3 - Tornillo con un roscado debajo de la cabeza de múltiples roscas y dispositivo de fijación asociado - Google Patents

Abstract

Tornillo (10), con - una cabeza (11) con un lugar de ataque para una herramienta, - una caña (18) con al menos una primera (13) y una segunda (15) sección roscada, - una punta (16), - en donde la primera sección roscada (13) es una rosca debajo de la cabeza, que se conecta en una sección (12) libre de rosca debajo de la cabeza debajo de la cabeza, - y esta rosca (13) debajo de la cabeza está diseñada como rosca al menos de doble paso, caracterizado porque - el gradiente de la primera sección roscada (13) es mayor que el gradiente de la segunda sección roscada (15), y - la diferencia de recorrido axial sobre toda la longitud de la rosca de la primera sección roscada es como máximo 3,5 mm.

Description

DESCRIPCIÓN

Tomillo con un roscado debajo de la cabeza de múltiples roscas y dispositivo de fijación asociado

La invención se refiere a un tomillo con una cabeza con un lugar de ataque para una herramienta, con una caña y con una punta, en el que una rosca debajo de la cabeza de varios pasos está dispuesta debajo de la cabeza a continuación de una sección libre de rosca. Los tornillos de este tipo se emplean para fijar perfiles de elementos de recubrimiento de edificios en una infraestructura.

Además, la invención se refiere a un dispositivo de fijación con un tornillo de este tipo y a la utilización de un tornillo de este tipo para la fijación de elementos de recubrimiento de edificios.

Como elementos de recubrimiento de edificios se entienden elementos para el recubrimiento de techos y paredes, como por ejemplo paneles o bien paneles de sándwich, chapas trapezoidales, elementos de perfiles huecos o bien elementos de perfiles ondulados. Los paneles de sándwich están constituidos en este caso normalmente por un conjunto de material aislante con una chapa metálica fina y a continuación se designa también como paquete de capas. La infraestructura estará constituida normalmente de madera y/o de (perfiles) de chapa. Pero también puede comprender mampostería u hormigón.

ANTECEDENTES

Es característico para los elementos de recubrimiento de edificios que estén perfilados y, por lo tanto, no (puedan) descansar, en general, sobre una infraestructura plana. Además, especialmente en el caso de utilización de chapas trapezoidales en construcciones de techo, deben fijarse en los lugares perfilados realzados para evitar una penetración de agua de lluvia. Esto dificulta el proceso de enroscado con un elemento de fijación clásico, porque existe el peligro de que se doble o se dañe el perfil a través de un enroscado demasiado fuerte o bien en el caso de una fijación no suficientemente fuerte, el perfil sea sensible para cargas del viento.

Este problema se soluciona, como se conoce, en el estado de la técnica porque se prevé una rosca separada debajo de la cabeza. Poco antes de que se termine el proceso de enroscado en la infraestructura, se engrana la rosca debajo de la cabeza en la chapa perfilada y ésta es presionado de una manera selectiva en la cabeza del tornillo. De esta manera, se retiene la chapa de cubierta perfilada directamente en el elemento de fijación y una carga sobre la chapa de cubierta se puede introducir directamente en el elemento de fijación. Si no existiera una rosca debajo de la cabeza, la chapa de cubierta podría ser presionada hacia abajo en el caso de carga en la dirección de la infraestructura (en función de la resistencia de las capas de aislamiento), lo que perjudica de nuevo la estanqueidad de la construcción de techo.

Con frecuencia se utiliza una rosca debajo de la cabeza en combinación con una sección de caña libre de rosca, que está dispuesta entre una sección roscada y el lado inferior de la cabeza. De esta manera, hacia el final del proceso de enroscado se extiende la chapa perfilada en la dirección de la cabeza del tornillo y llega a la sección libre de rosca. Allí se puede girar libremente el tornillo en la chapa perfilada y de esta manera se puede ajustar la unión atornillada; la posición de la chapa con respecto a la cabeza permanece igual. Al mismo tiempo se consigue una seguridad contra el giro hacia atrás. En la sección libre de rosca se puede prever, además, una arandela o bien elementos de estanqueidad o una combinación de ambos.

Aunque esta combinación de sección libre de rosca, rosca debajo de la cabeza y arandela / elementos de estanqueidad ha dado buen resultado9, sin embargo, presenta el problema de que la chapa perfilada, como elemento más alto y en la mayoría de los casos expuesto a las fuerzas del medio ambiente, es soportada por los tornillos de acuerdo con el estado de la técnica en el estado montado sólo por la salida de la rosca.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Este problema se soluciona por el documento DE 10 2014 000 940 A1 de la Solicitante como se indica a continuación: el tornillo (figura 1) descrito allí presenta como particularidad que la salida de la rosca en el lado de la cabeza está configurada de tal forma que el flanco de la rosca que apunta hacia la cabeza no se queda por debajo de una distancia constancia con respecto al lado inferior de la cabeza y de esta manera define un plano final. Este flanco roscado forma de esta manera una superficie de apoyo mayor que la salida de la rosca recortada o que termina plana. A pesar de todo, esta superficie de apoyo mejorada sólo está dispuesta en un lado, la presión de apriete de la chapa perfilada en el lado inferior de la cabeza se realiza, en efecto, plana, pero no simétrica en la periferia.

Otro tornillo se conoce a partir del documento US 2012/0207564 A.

La presente invención se ha planteado el cometido de mejorar un tornillo del estado de la técnica descrito anteriormente, en particular elevar la seguridad de la manipulación y la elevación de las fuerzas de retención en el estado montado.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Este cometido se soluciona por medio de un tornillo, un dispositivo de fijación y una utilización de un tornillo de este tipo de acuerdo con las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes describen, respectivamente, configuraciones ventajosas.

Un tornillo 10 de acuerdo con la invención comprende, por lo tanto, una cabeza 11 con un lugar de ataque para una herramienta, una caña 18 con al menos una primera sección roscada y con una segunda sección roscada 13, 15 y con una punta 16. La primera sección roscada 13 es una rosca debajo de la cabeza, que se conecta en una sección libre de rosca 12 debajo de la cabeza (ver la figura 5). Esta rosca 13 debajo de la cabeza está diseñada como rosca de al menos dos pasos, en donde el gradiente de la primera sección de la rosca 13 es mayor que el gradiente de la segunda sección de la rosca 15 y la diferencia de recorrido axial sobre toda la longitud de la rosca de la primera sección de la tosca es como máximo 3,5 mm.

Como es habitual en el estado de la técnica, el gradiente se considera como la distancia medida en dirección axial de dos puntas de rosca vecinas del mismo roscado, lo que se puede observar también claramente como profundidad de enroscada recorrida por cada rotación completa de 360°. De acuerdo con la invención, se requiere que (en virtud de los diferentes gradientes), con respecto a la longitud total de la rosca de la primera sección roscada 13, la diferencia de recorrido alcanzable de la primera sección roscada 13 con respecto a la segunda sección roscada 15 pueda ser como máximo 3,5 mm. Desde el punto de vista técnico, esto significa que la primera sección roscada 13, considerada sobre toda la longitud de la espira, moverá un componente que se encuentra engranado como máximo 3,5 mm axialmente más que un componente que se encuentra actualmente engranado con la segunda sección roscada 15. Mientras que un tornillo se avellana por medio de la segunda sección roscada en la infraestructura en torno a una distancia x, una chapa de cubierta, que se encuentra engranada con la primera sección roscada, se mueve en el mismo tiempo como máximo x 3,5 mm más, mientras o buen cuando la primera sección roscada 13 corta se extiende totalmente. Por lo tanto, durante el montaje, el tornillo moverá la chapa de cubierta, poco antes de alcanzar la posición final, en una medida mayor en la dirección de la cabeza del tornillo que el tornillo se avellana en la infraestructura. De esta manera, se puede garantizar que la chapa de cubierta no se dobla en la dirección de la infraestructura tan fácilmente como esto es posible en el estado de la técnica. De este modo, se crea una seguridad mayor durante la manipulación.

Es ventajoso prever entre la primera y la segunda sección roscada 13, 15 una sección de caña 14 libre de rosca. La profundidad de enroscado del elemento de fijación se adapta al paquete de capas formado por la chapa de cubierta y las capas de aislamiento. Lo más sencillo desde el punto de vista técnico es realizar la sección de caña libre de rosca de una longitud variable. La segunda sección roscada 15 se extiende en este caso con preferencia desde la caña 18 (es decir, la parte axial, esencialmente cilindrica del tornillo) hasta la punta 16. Con “hasta la punta” se entiende en este caso la parte que se estrecha de la punta y no exclusivamente un roscado hasta la punta más exterior del tornillo. La punta puede estar realizada, en general, como punta de perforación o punta de desplazamiento y a pesar de todo puede presentan una sección roscada, que se extiende hasta la punta.

En una forma de realización preferida, se selecciona el gradiente de la primera sección roscada 13 como mínimo 1,7 veces y como máximo 4 veces mayor que el gradiente de la segunda sección roscada 15. Con más precisión, para diámetros nominales de tornillos entre 4 mm y 8 mm, se selecciona el gradiente de la primera sección roscada 13 entre 1 mm y 3 mm. Los otros valores resultan a través de re-cálculo con la ayuda de las indicaciones realizadas anteriormente.

Debido a la rosca de varios pasos (de al menos dos pasos) en la sección roscada 13 más el gradiente más elevado requerido en comparación con la sección roscada 15, el número de los pasos de rosca realizados, expresado como el múltiplo de números de espiras, resulta, en general, reducido. En una forma de realización preferida, la rosca debajo de la cabeza o bien la primera sección roscada 13 presenta sólo de 0,5 a 1,5 longitudes de espira, con preferencia incluso sólo de 0,5 a 0,8 veces las longitudes de espira.

La forma de realización de las salidas del lado de la cabeza de la rosca debajo de la cabeza o bien de la primera sección roscada 13 se puede realizar recortada. Con recortada se entiende en este caso un extremo brusco del paso de rosca sin que se realice una modificación voluntaria de la sección transversal de los flancos o de la altura de los flancos (ver la figura 4, detalle 29). También es concebible una realización redondeada, como se muestra en la figura 3 como detalle 27. En otra forma de realización, los flancos roscados, que apuntan hacia el lado inferior de la cabeza, de los salientes de la rosca debajo de la cabeza o bien de la primera sección roscada 13 están diseñados de tal forma que no se quedan por debajo de una distancia constante con respecto al lado inferior de la cabeza y de esta manera definen un plano final. Esta forma de realización muestra claramente el detalle 25 de la figura 1. De esta manera, resultan al menos dos puntos de apoyo o superficies de apoyo distribuidas de una manera simétrica alrededor de la periferia para la chapa de cubierta montada o bien que debe montarse.

En otra forma de realización, un tomillo de acuerdo con la invención presenta una rosca realizada de forma asimétrica en la primera sección roscada 13. Una rosca asimétrica muestra (ver la figura 2) diferentes ángulos a , p de los flancos roscados 21, 23. Los ángulos están definidos en este caso como los ángulos entre la tangente al flanco de la rosca y la plomada sobre el eje central de la rosca, con respecto a un punto de intersección de estas rectas en el punto de base del flanco de la rosca en el fondo de la rosca.

Con preferencia, en este caso, en la primera sección roscada 13, el flanco de la rosca 21 del lado de la cabeza (= dirigido axialmente a la cabeza) está realizado más empinado (= ángulo agudo) que el flanco 23 del lado de la punta (= dirigido axialmente a la punta).

La punta 16 de un tornillo 10 de acuerdo con la invención puede estar realizada como punta de perforación, como punta auto-perforadora, punta que corta la rosca o punta de desplazamiento y puede presentar total o parcialmente una rosca de uno o varios pasos. El diseño se ajustará al objeto de aplicación y al material, en el que el tornillo debe encontrar retención.

La cabeza del tornillo 11 propiamente dicha puede estar realizada como se conoce en el estado de la técnica, su configuración individual (cabeza hexagonal, cabeza cilíndrica, cabeza avellanada, cabeza redonda, cabeza de lente, etc.) tiene un papel secundario para la invención (TORX, ranurada, con hexágono exterior / interior, ...) y se puede optimizar para activación manual o mecánica. Con preferencia, la cabeza presentará un lado inferior plano (dirigido hacia la caña (o bien un ensanchamiento en forma de plato, que se aleja radialmente desde la caña, que mejora el apoyo sobre el material a atornillar.

Como material para tornillos de acuerdo con la invención se pueden emplear aceros al carbono, endurecidos en caso necesario, aceros inoxidables o construcciones bimetálicas.

Un tornillo de acuerdo con la invención, introducido en una infraestructura, como fijación de una chapa perfilada se puede describir como dispositivo de fijación, en el que la chapa perforada más la(s) eventual(es) capa(s) de aislamiento se designan como paquete de capas.

De esta manera, un dispositivo de fijación pata la fijación en una infraestructura comprende de acuerdo con ello un paquete de capas con al menos una placa fina fija como elemento exterior así como con un tornillo, como se ha descrito anteriormente. El espesor del paquete de capas corresponderá en este caso con preferencia esencialmente a la longitud de la sección de caña 14 libre de rosca entre la primera sección roscada y la segunda sección roscada 15 más la longitud axial de la primera sección 13 debajo de la cabeza más la longitud de la sección (12) libre de rosca debajo de la cabeza. Esta regla de diseño optimiza el tornillo en el caso de aplicación.

En el diseño de la longitud de la sección 12 libre de rosca debajo de la cabeza se pueden considerar esencialmente 2 casos de aplicación. Por una parte, donde el tornillo debe instalarse adicionalmente con una arandela y/o elemento(s) de estanqueidad (discos de estanqueidad, aislamientos). En el caso más sencillo SIN elementos adicionales, en este dispositivo de fijación, la longitud axial de la sección 12 libre de rosca debajo de la cabeza corresponde esencialmente al espesor de la placa del paquete de capas. En el caso más complejo, con elementos adicionales, la longitud axial de la sección 12 libre de rosca debajo de la cabeza corresponde esencialmente al espesor de la placa del paquete de capas más elementos de base y de estanqueidad opcionales. A través de esta(s) configuración(es) se puede garantizar que durante el enroscado la chapa perfilada más exterior llegue hasta la sección 12 libre de rosca debajo de la cabeza, se apoye allí por las al menos 2 salidas de la rosca debajo de la cabeza y sea presionada contra la cabeza 11 a través de las arandelas /elementos de estanqueidad eventualmente previstos. Al mismo tiempo se consigue una seguridad contra giro hacia atrás.

Un tornillo de acuerdo con la invención encuentra aplicación en el montaje o bien en la fijación de elementos de recubrimientos de edificios como elementos de placas, paneles, paneles de sándwich, perfiles trapezoidales con y sin elementos de aislamiento sobre una infraestructura de metal, madera, mampostería y/u hormigón.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La invención se explica de forma ejemplar ahora con referencia a los dibujos que se acompañan.

La figura 5 muestra un tornillo 10 con una cabeza 11 y una caña 18, que define el eje longitudinal del tornillo. Una (segunda) sección roscada 15 se extiende desde la punta 16 hasta la caña. Debajo de la cabeza 11 del tornillo 10, considerada desde la cabeza 11 en la dirección de la punta 16 siguen una sección 12 libre de rosca debajo de la cabeza de longitud definida y una primera sección roscada 13, una rosca debajo de la cabeza. Esta rosca está realizada de acuerdo con la invención al menos de dos pasos. A continuación se conecta una sección de caña 14 libre de rosca, de nuevo seguida por la segunda sección roscada 15 ya descrita.

La figura 2 muestra un detalle de una forma de realización preferida de la rosca 13 debajo de la cabeza, una forma de realización asimétrica con diferentes ángulos a , p. De acuerdo con la invención, se aplica a < p, es decir, que el flanco roscado 21 del lado de la cabeza está realizado más empinado que el flanco 23 en el lado de la punta.

Las figuras 1, 3 y 4 muestran diferentes formas de realización de salidas del lado de la cabeza de la rosca debajo de la cabeza. En lugar de con altura poco a poco decreciente del roscado, se puede realizar un remate, la figura 4 muestra un extremo cortado de la rosca 29, un extremo brusco, en el que la altura de la rosca retorna prácticamente directamente a cero. La figura 3 muestra una variante redondeada 27, que puede tener ventajas para determinados casos de aplicación.

El detalle 25 en la figura 1 muestra cómo los flancos roscados, que apuntan hacia el lado inferior de la cabeza, de los remates de la rosca debajo de la cabeza o bien de la primera sección roscada (13) no se quedan por debajo de una distancia constante con respecto al lado inferior de la cabeza y de esta manera definen un plano final. A través de esta forma de realización se consigue una superficie de apoyo en lugar de un apoyo de forma puntual.

Las características de la invención publicadas en la descripción anterior, en los dibujos así como en las reivindicaciones pueden ser esenciales tanto individualmente como también en cualquier combinación discrecional, pero técnicamente conveniente o bien ventajosa para la realización de la invención. Una representación no explícita de una combinación de características no significa que tal combinación no sea conveniente o posible. A la inversa, una representación común de características no significa que exista entre las características en cada caso una relación estructuras y/o funcional.

LISTA DE SIGNOS DE REFERENCIA

10 Tornillo

11 Cabeza

12 Sección libre de rosca debajo de la cabeza

13 Primera sección roscada, rosca debajo de la cabeza

14 Sección de caña libre de rosca

15 Segunda sección roscada

16 Punta

18 Caña

21 Flanco roscado en el lado de la cabeza

23 Flanco (roscado) en el lado de la punta

25 Remate del lado de la cabeza de la primera sección roscada 13, con distancia constante con respecto al lado inferior de la cabeza, definiendo un plano extremo

27 Remate redondeado del lado de la cabeza de la primera sección roscada 13

29 Remate cortado del lado de la cabeza de la primera sección roscada 13

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Tomillo (10), con

- una cabeza (11) con un lugar de ataque para una herramienta,

- una caña (18) con al menos una primera (13) y una segunda (15) sección roscada,

- una punta (16),

- en donde la primera sección roscada (13) es una rosca debajo de la cabeza, que se conecta en una sección (12) libre de rosca debajo de la cabeza debajo de la cabeza,

- y esta rosca (13) debajo de la cabeza está diseñada como rosca al menos de doble paso, caracterizado porque

- el gradiente de la primera sección roscada (13) es mayor que el gradiente de la segunda sección roscada (15), y

- la diferencia de recorrido axial sobre toda la longitud de la rosca de la primera sección roscada es como máximo 3,5 mm.

2. Tornillo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque entre la primera (13) y la segunda sección roscada (15) está dispuesta una sección de caña (14) libre de rosca.

3. Tornillo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque le segunda sección roscada (15) se extiende desde la caña (18) hasta la punta (16).

4. Tornillo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el gradiente de la primera sección roscada (13) es al menos 1,7 veces y como máximo 4 veces mayor que el gradiente de la segunda sección roscada (15).

5. Tornillo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el gradiente de la primera sección roscada (13) está entre 1 mm y 3 mm con un diámetro nominal de los tornillos entre 4 mm y 9 mm.

6. Tornillo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la rosca debajo de la cabeza o bien la primera sección roscada (13) está realizada sólo con una longitud de la espira de 0,5 a 1,5 veces, con preferencia de 0,5 a 0,8 veces la longitud de la espira.

7. Tornillo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los remates del lado de la cabeza de la rosca debajo de la cabeza o bien de la primera sección roscada (13) están recortados.

8. Tornillo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los flancos roscados, que apuntan hacia el lado inferior de la cabeza, de los remates de la rosca debajo de la cabeza o bien de la primera sección roscada (13) no se quedan por debajo de una distancia constante con respecto al lado inferior de la cabeza y de esta manera definen un plano final.

9. Tornillo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la rosca de la primera sección roscada (13) está realizada asimétrica.

10. Tornillo de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque en la primera sección roscada (13) el flanco roscado (21) en el lado de la cabeza está realizado más empinado que el flanco (23) del lado de la punta.

11. Un dispositivo de fijación, que comprende un paquete de capas con al menos una placa fija fina como elemento más exterior así como con un tornillo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 10 para la fijación en una infraestructura, caracterizado porque el espesor del paquete de capas corresponde con preferencia esencialmente a la longitud de la sección de caña (14) libre de rosca entre la primera (13) y la segunda sección roscada (15) más la longitud axial de la primera sección (13) debajo de la cabeza más la longitud de la sección (12) libre de rosca debajo de la cabeza.

12. Dispositivo de fijación de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque la longitud axial de la sección (12) libre de rosca debajo de la cabeza corresponde esencialmente al espesor de la placa fina del paquete de capas.

13. Dispositivo de fijación de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque la longitud axial de la (12) libre de rosca debajo de la cabeza corresponde esencialmente al espesor de la placa del paquete de capas más arandelas y elementos de estanqueidad adicionales.

14. Utilización de un tornillo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 10 para la fijación de elementos de recubrimiento de edificios como elementos de placas, paneles, paneles de sándwich, perfiles trapezoidales sobre una infraestructura de metal, madera, mampostería, y/u hormigón.