TORNILLO DE SEGURIDAD, SISTEMA CORRESPONDIENTE Y PROCEDIMIENTO PARA ATORNILLAR EL TORNILLO DE SEGURIDAD.

Tornillo de seguridad (1) con un área roscada (3) dispuesta entre un primer extremo (31) y un segundo extremo opuesto en dirección longitudinal (32) que presenta,

al menos en una sección de su extensión axial, una rosca exterior (7) para atornillar el tornillo de seguridad en un objeto, y el tornillo de seguridad presenta un orificio (10) abierto hacia, al menos, el primer extremo, caracterizado porque el orificio (10) presenta un soporte axial (33) para un elemento de empuje (30) que se puede introducir en el orificio (10) mediante el cual se puede introducir una fuerza de presión en el tornillo de seguridad en el soporte (33) al atornillar el tornillo de seguridad, y simultáneamente se puede introducir una fuerza de tracción en una sección del tornillo de seguridad que se encuentra más próxima al primer extremo (31), y de esta manera se puede ejercer sobre el tonillo de seguridad una tensión de tracción que provoca el desprendimiento

Tornillo de seguridad, sistema correspondiente y procedimiento para atornillar el tornillo de seguridad.

La presente invención hace referencia a un tornillo de seguridad, un dispositivo de unión por tornillos con un tornillo de seguridad de este tipo, un sistema compuesto por un tornillo de seguridad y un elemento de empuje, así como un procedimiento para atornillar el tornillo de seguridad.

En la técnica de unión por tonillos de conductores de cables para la ingeniería eléctrica, por ejemplo, se exige que el tornillo de seguridad de los elementos de unión, especialmente de bornes roscados, se corten siempre cerca de la superficie del cuerpo de bornes, y especialmente que los elementos de unión no sobresalgan de la superficie del cuerpo de bornes, ya que luego sobre el cuerpo de bornes se colocan capas aislantes, por ejemplo manguitos aislantes, y cualquier saliente del cuerpo de bornes puede dañar estas capas aislantes.

De la WO 96/31706 se conoce un medio de fijación en el que los pares de apriete de cizallamiento aumentan desde la punta del tornillo hacia la cabeza del tonillo. Estos medios de fijación presentan discretos puntos de rotura controlada, que se encuentran definidos por incisiones en el perno roscado.

De la EP 0 692 643 A1 se conoce un medio de fijación con discretos puntos de rotura controlada, que se encuentran definidos por incisiones en la rosca exterior. Un orificio escalonado axial en el área roscada presenta un diámetro que aumenta en dirección al extremo cercano a la zona de la cabeza. En las áreas roscadas entre los puntos de rotura controlada, el espesor de la pared que resulta entre el orificio y la rosca exterior es constante.

También la EP 0 984 176 A1 presenta un tornillo de seguridad con discretos puntos de rotura controlada. En las áreas roscadas entre los puntos de rotura controlada, también aquí el espesor de la pared que resulta entre el orificio y la rosca exterior es constante.

De la DE 199 60 198 A1 se conoce un tornillo de apriete que también presenta discretos puntos de rotura controlada. En un alojamiento de herramienta se puede colocar un elemento distanciador que forma un tope para la introducción de una herramienta que atornilla el tornillo de apriete. Mediante la elección de la longitud del elemento distanciador se puede determinar el punto de rotura controlada que actúa al accionar la herramienta.

De la DE 103 12 147 A1 se conoce un tornillo de seguridad con una rosca interior continua, al menos por secciones, y con un orificio, con lo que el espesor de la pared que resulta en el área roscada entre el orificio y la rosca exterior aumenta continuamente, partiendo de un extremo alejado de la cabeza y hacia un extremo cercano a la cabeza.

De la DE 102 34 475 A1 se conoce un tornillo de seguridad con múltiples puntos de rotura controlada separados axialmente que forman una serie de planos de cizallamiento. El vástago que porta la rosca exterior continua posee un orificio de agujero ciego axial, a partir del cual que se forman muescas distanciadas axialmente hacia fuera y realizadas en el material del vástago.

La EP 1 376 764 A2 muestra un tornillo de seguridad múltiple que presenta un cuerpo cilíndrico con una rosca exterior continua, y una cabeza que en un extremo del cuerpo presenta superficies de agarre para una herramienta de accionamiento. Para ello se encuentran previstos múltiples puntos de rotura controlada separados axialmente, que forman una serie de planos de cizallamiento. En este caso el cuerpo presenta un vástago central con sección transversal no redonda, en el que se encuentran realizadas escotaduras radiales separadas axialmente, así como uno o más discos que se encuentran encajados en el vástago.

La EP 0 688 960 A1 muestra un tornillo de seguridad con una sección de rosca exterior, una sección de cabeza, una sección de estrechamiento que forma un punto de rotura controlada que se encuentra previsto entre la sección de la rosca exterior y la sección de cabeza, así como una sección terminal que posibilita un contacto de apriete. El tornillo de seguridad presenta, además, un manguito roscado que se extiende, al menos parcialmente, a lo largo de una sección de rosca exterior y que a su vez presenta una rosca exterior.

La EP 0 634 811 A1 presenta un tornillo de seguridad con un cuerpo roscado que presenta una rosca exterior, así como una cabeza de cizallamiento con una superficie de agarre para una herramienta. Entre el cuerpo roscado y la cabeza de cizallamiento se encuentra un área de transición que posee un diámetro exterior menor que el cuerpo roscado y la cabeza de cizallamiento. El área de transición se estrecha de forma creciente desde la cabeza de cizallamiento hacia el cuerpo roscado y finaliza en una ranura de cizallamiento que transcurre en dirección perimetral. Esta se encuentra a más profundidad que el extremo superior del cuerpo roscado dirigido hacia la cabeza de cizallamiento.

La EP 0 470 388 A2 muestra un tornillo de seguridad con una sección roscada, una sección de cabeza y un área que se estrecha y que se encuentra dispuesta entre las mismas. En la sección de cabeza y, al menos, parcialmente hacia el interior de la sección roscada se extiende una entalladura interior, con lo que en el área de la sección de cabeza se encuentra previsto un dispositivo de seguridad en la entalladura interior, de manera que la entalladura interior en el área de la sección roscada no es accesible antes del desprendimiento y recién se puede acceder a la misma después del desprendimiento de la sección de cabeza.

La WO 02/18803 A1 muestra un tornillo de seguridad con una sección de cabeza, una sección roscada y un área que se estrecha y que se encuentra dispuesta entre las mismas, con lo que a lo largo del área de cabeza, el área que se estrecha y hasta el área roscada se extiende un orificio. El orificio se encuentra relleno con un material viscoso, elástico o un metal dulce a través del cual se debe evitar un lanzamiento hacia fuera de la sección desprendida.

Todos los tornillos de seguridad conocidos presentan discretos puntos de rotura controlada con una o más interrupciones de la rosca portante. Esto puede ser desventajoso cuando el tornillo de seguridad se rompe en un punto introducido en el cuerpo de bornes, sin embargo, la cantidad de vueltas de rosca que se encuentran en el agarre sólo es reducida y por ello la fiabilidad de la unión por tornillos establecida no se encuentra garantizada de manera suficiente.

En el caso de los tornillos de seguridad conocidos, el desprendimiento se realiza esencialmente debido a tensiones de torsión que sobrepasan la resistencia del tornillo de seguridad. Debido a la alta resistencia condicionada por la construcción, frente a las solicitaciones a la torsión se requieren espesores de material reducidos en el área de los puntos de cizallamiento previstos, que sólo permiten tolerancias de elaboración bajas durante la fabricación. También el coste para la puesta a disposición de la superficie de agarre de la herramienta en la cabeza del tornillo de los tornillos de seguridad conocidos es alto.

Es por ello objeto de la presente invención poner a disposición un tornillo de seguridad que supere las desventajas del estado actual del arte. El tornillo de seguridad conforme a la invención debe, especialmente, cortarse de manera fiable en el punto adecuado y garantizar de forma duradera una unión mecánica y eléctricamente estable. Además, el tornillo de seguridad se debe poder fabricar de forma económica.

Esta tarea es resuelta por el tornillo de seguridad determinado en la reivindicación 1. Tipos de ejecución especiales de la invención se indican en las reivindicaciones secundarias. Un dispositivo correspondiente para la unión por tornillos, especialmente de conductores eléctricos con otros conductores y/o con un cuerpo de bornes, un sistema compuesto por tornillo de seguridad y elemento de empuje, así como un procedimiento para atornillar un tornillo de seguridad se indican en las reivindicaciones secundarias.

Debido a que el desprendimiento ya no se realiza esencialmente a través de las fuerzas de torsión generadas, sino a través de tensiones de tracción, la pared del tornillo de seguridad se puede realizar de manera más gruesa, de manera que son posibles mayores tolerancias de fabricación y sin embargo se conservan de forma especialmente fiable los pares de apriete de cizallamiento predeterminados y de forma precisa las fuerzas de fijación predeterminadas.

Por ello también resulta un comportamiento de rotura ventajoso,...

1. Tornillo de seguridad (1) con un área roscada (3) dispuesta entre un primer extremo (31) y un segundo extremo opuesto en dirección longitudinal (32) que presenta, al menos en una sección de su extensión axial, una rosca exterior (7) para atornillar el tornillo de seguridad en un objeto, y el tornillo de seguridad presenta un orificio (10) abierto hacia, al menos, el primer extremo, caracterizado porque el orificio (10) presenta un soporte axial (33) para un elemento de empuje (30) que se puede introducir en el orificio (10) mediante el cual se puede introducir una fuerza de presión en el tornillo de seguridad en el soporte (33) al atornillar el tornillo de seguridad, y simultáneamente se puede introducir una fuerza de tracción en una sección del tornillo de seguridad que se encuentra más próxima al primer extremo (31), y de esta manera se puede ejercer sobre el tonillo de seguridad una tensión de tracción que provoca el desprendimiento.

2. Tornillo de seguridad conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque el tornillo de seguridad presenta una rosca interior (34) en el orificio (10) mediante la cual se puede atornillar el elemento de empuje (30) en el orificio (10).

3. Tornillo de seguridad conforme a la reivindicación 2, caracterizado porque el orificio (10) presenta un ancho menor en el área de la rosca interior (34) que en un área más alejada del primer extremo (31).

4. Tornillo de seguridad conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el orificio (10) es un orificio de agujero ciego.

5. Tornillo de seguridad conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el espesor (14) de la pared (18) resultante en el área roscada (3) entre el orificio (10) y la rosca exterior (7) aumenta continuamente a lo largo de, al menos, una sección de su extensión axial en dirección al primer extremo (31).

6. Tornillo de seguridad conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el diámetro (11; 12) del orificio (10) aumenta continuamente a lo largo de, al menos, una sección de su extensión axial, partiendo del primer extremo (31) y en dirección al segundo extremo (32).

7. Tornillo de seguridad conforme a una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el orificio (10) es cónico a lo largo de, al menos, una sección de su extensión axial, especialmente porque el ángulo (13) del cono es menor a 5º, especialmente también menor a 2º, y preferentemente es de aproximadamente 1º.

8. Dispositivo para la unión roscada de conductores eléctricos (21), especialmente borne de unión por tornillos (20), con, al menos, un tornillo de seguridad conforme a una de las reivindicaciones 1 a 7 que se puede atornillar en un cuerpo de bornes (23).

9. Sistema que presenta un tornillo de seguridad (1) con un área roscada (3) dispuesta entre un primer extremo (31) y un segundo extremo opuesto en dirección longitudinal (32) que presenta, al menos en una sección de su extensión axial, una rosca exterior (7) para atornillar el tornillo de seguridad en un objeto, y el tornillo de seguridad presenta un orificio (10) abierto hacia, al menos, el primer extremo (31), caracterizado porque el sistema presenta además un elemento de empuje (30) que puede ser introducido en el orificio (10), y mediante el cual se puede introducir una fuerza de presión en el tornillo de seguridad a través de rotación sobre o en una rosca (7, 34) del tornillo de seguridad en un soporte (33), y esta rosca (7, 34) se encuentra dispuesta en un área entre el soporte (33) en el orificio (10) y el primer extremo (31), y simultáneamente, mediante el elemento de empuje (30) en el área de la rosca (7, 34) se puede introducir una fuerza de tracción en el tornillo de seguridad, y de esta manera se puede ejercer sobre el tonillo de seguridad una tensión de tracción que provoca el desprendimiento.

10. Sistema conforme a la reivindicación 9, caracterizado porque el elemento de empuje (30) presenta una superficie de agarre de herramienta (35).

11. Sistema conforme a la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque el elemento de empuje (30) presenta una rosca exterior (37).

12. Procedimiento para atornillar un tornillo de seguridad (1) con un área roscada (3) dispuesta entre un primer extremo (31) y un segundo extremo opuesto en dirección longitudinal (32) que presenta, al menos en una sección de su extensión axial, una rosca exterior (7) para atornillar el tornillo de seguridad en un objeto, y el tornillo de seguridad presenta un orificio (10) abierto hacia, al menos, el primer extremo (31), caracterizado porque en el orificio (10) se coloca un elemento de empuje (30) que se apoya axialmente en un soporte (33) separado del primer extremo (31), y mediante el cual se introduce una fuerza de presión en el tornillo de seguridad cuando se atornilla en tornillo de seguridad en el soporte (33) y simultáneamente se introduce una fuerza de tracción en una sección del tornillo de seguridad más próxima al primer extremo (31), y de esta manera se ejerce sobre el tonillo de seguridad una tensión de tracción que provoca el desprendimiento.