Tornillo autorroscante.

Un tornillo (1) que comprende un vástago roscado (2) con un lugar para la aplicación de la fuerza (4) paratransmitir el momento de torsión y una punta del tornillo (6),

el vástago roscado (2) estando compuesto de un núcleodel vástago (10) y una rosca formadora de rosca de manera automática (12), y la rosca (12) que está formada comouna elevación la cual se extiende de manera helicoidal a través del núcleo del vástago (10), está delimitada por dosflancos (15, 16) los cuales convergen en un borde exterior de la rosca (14) y tiene una altura (H) medida de maneraradial desde el núcleo del vástago (10) hasta el borde de la rosca (14), la rosca (12) teniendo, vista de perfil, en elborde de la rosca (14) un ángulo del vértice específico (a) formado entre los flancos adyacentes (15, 16), estando almenos uno de los dos flancos (15, 16) de la rosca (12) formado en forma cóncava en la región entre el núcleo delvástago (10) y el borde de la rosca (14), visto en el perfil radial, de tal forma que el ángulo del vértice (a) es menorque un ángulo de los flancos (aF) encerrado entre las líneas de los flancos rectas imaginarias (FG) determinadas encada caso por el punto más bajo (GF) de la rosca y del borde de la rosca (14), y extendiéndose el/cada flanco (15,16) a partir del núcleo del vástago (10) primeramente de forma rectilínea de acuerdo a las líneas rectas de losflancos (FG) que se extienden a través del punto más bajo de la rosca (GF) y recién a partir de una determinadaaltura del flanco (hF) se extiende de forma cóncava.

Tornillo autorroscante La presente invención se relaciona con un tornillo que comprende un vástago roscado con un lugar para la aplicación de la fuerza para transmitir la torsión y una punta del tornillo, el vástago roscado estando compuesto de un núcleo del vástago y una rosca formadora de rosca de manera automática, y la rosca que está formada como una elevación la cual se extiende de forma helicoidal a través del núcleo del vástago, está delimitada por dos flancos que convergen en un borde de exterior de la rosca y tiene una altura medida de manera radial entre el núcleo del vástago y el borde de la rosca, la rosca teniendo, vista de perfil, en el borde de la rosca un ángulo del vértice específico formado entre los flancos.

Tal tornillo es descrito en DE 33 35 092 A1. Este ha sido probado de manera muy exitosa en la práctica, debido a que una alta torsión de desenroscado es lograda con una torsión de enroscado baja. En el caso de este tornillo conocido, al menos en una región parcial de la rosca, el borde exterior de la rosca se extiende en forma de ondas en la dirección radial con una amplitud específica entre las cimas de las ondas con la altura de la rosca y los valles de las ondas con una altura reducida por la amplitud. En este caso, la rosca tiene, al menos en la región de uno de sus flancos, en la región de los valles de las ondas del borde de la rosca indentaciones las cuales interrumpen la superficie del flanco y cuya delimitación exterior es el borde de la rosca. En las regiones de las cimas de las ondas del borde de la rosca que no son interrumpidas por las indentaciones, el primer ángulo del vértice, específico está formado entre los flancos que se extiende en una línea recta entre el punto más bajo de la rosca en el núcleo y el borde de la rosca, mientras un segundo, ángulo del vértice más grande es obtenido en las regiones inferiores de los valles de las ondas. La rosca se extiende hasta el extremo de la punta del tornillo, estando esta configurada con las indentaciones y el borde de la rosca ondeado desde la punta del tornillo, al menos a través del primer giro contiguo de la rosca. Como resultado, la punta actúa como un tipo de herramienta abrasiva, la formación de la rosca teniendo lugar directamente en la punta del tornillo, de manera que un enganche y centrado fiable en la pieza de trabajo sea obtenido inmediatamente cuando el tornillo es aplicado. En el caso de este tornillo conocido, las indentaciones están formadas de manera simétrica en relación con la línea central del borde de la rosca ondulado como paraboloides simétricos.

EP 0 394 719 B1 describe un tornillo formador de roscas similar, en el cual sin embargo las indentaciones de los flancos están formadas de manera asimétrica de tal forma que las caras frontales de los flancos, en la dirección del enroscado, se extienden más profundamente que las caras traseras de los flancos, en la dirección del enroscado. Como resultado, una reducción adicional de la torsión para el enroscado es lograda con un aumento al mismo tiempo en la torsión para el desenroscado. Cuando se enrosca, la resistencia es menos como resultado de la configuración más plana de las partes traseras de las parábolas en la dirección del enroscado, mientras el desenroscado del tornillo se hace más difícil por cuenta del arreglo a mayor profundidad de las caras de las parábolas que yacen en el frente en la dirección del enroscado.

El documento DE 84 09 108 describe un tornillo con un perfil de rosca constante y continuo, dotado de flancos con dos segmentos radiales adyacentes, que se extienden en sentido radial rectilíneo respectivamente. En este caso, debe existir en el interior radial un ángulo de flanco más pronunciado próximo al área del núcleo del tornillo, que en el exterior radial distante del área de la rosca del núcleo del tornillo.

El documento EP 0 893 611 A1 describe un anclaje de mampostería en la forma de un tornillo autorroscante, que presenta también una rosca con un perfil constante y continuo a través de su extensión. Además, la rosca está conformada con una forma de perfil hiperbólica con dos flancos de la rosca, que son curvados de manera cóncava en sentido radial a través de toda la extensión de la rosca. En este caso, los flancos se extienden curvados de forma continua a partir del núcleo del vástago con una transición constante y con una forma de curva hiperbólica hasta el borde exterior de la rosca. De este modo se debe lograr una base de rosca claramente más ancha. Por ello, este tornillo concebido particularmente para enroscar en orificios pre-barrenados en hormigón, no es adecuado para enroscar formando automáticamente un orificio en un material sin previo barrenado, porque en ese caso también tendría que penetrar en el material, la base de rosca claramente más ancha.

La presente invención está basada en el objeto de mejorar un tornillo del tipo antes mencionado, de tal forma que la torsión para el enroscado sea reducida aún más. Al mismo tiempo se pretende diseñar el tornillo de manera universal para enroscarlo en varios materiales o específicamente por una parte para enroscarlo en materiales más blandos, tal como madera y similares, en particular sin pre-barrenar y consecuentemente formando automáticamente un orificio, o por otra parte para enroscarlo en materiales más duros, por ejemplo plásticos y metales, en particular en un orificio para la extracción del núcleo.

Esto es logrado por la invención de acuerdo a las características de la reivindicación dependiente 1.

Al menos uno de los dos flancos de la rosca está formado en forma cóncava en la región entre el núcleo del vástago y el borde de la rosca, visto en el perfil radial, de tal forma que el ángulo del vértice es menor que un ángulo de los flancos encerrado entre las líneas de los flancos rectas imaginarias determinadas en cada caso por el punto más bajo de la rosca y del borde de la rosca, extendiéndose en este caso, el/cada flanco a partir del núcleo del vástago primeramente de forma rectilínea de acuerdo a las líneas rectas de los flancos que se extienden a través del punto más bajo de la rosca y recién a partir de una determinada altura del flanco se extiende de forma cóncava. De este modo, el ángulo del vértice es más pequeño, resultando en un perfil de la rosca más delgado, de manera que la torsión del roscado cuando se realiza el enroscado está favorablemente influenciada, en que la rosca forma más fácilmente una contra rosca en el material respectivo con desplazamiento de material, es decir sustancialmente sin que se formen astillas. Sin embargo, a pesar de la delgadez, la buena resistencia mecánica está asegurada por el perfil de la rosca de acuerdo a la invención, ya que el punto más bajo de la rosca está fabricado igual de ancho o de delgado.

En una configuración ventajosa de la invención, la rosca puede estar formada (de la forma que corresponde al arte anterior antes mencionado) con un borde de la rosca ondulado e indentaciones sobre al menos un flanco, un segundo ángulo del vértice, más delgado estando también formado en la región de los valles de las ondas. En este caso, una diferencia angular entre el primer y el segundo ángulo del vértice debe ser lo más pequeña posible o incluso cero, es decir el segundo ángulo del vértice en la región de los valles de las ondas y las indentaciones deben ser también los más pequeñas posibles, para mantener la torsión del roscado baja por la forma más delgada del perfil. Una transición continua, virtualmente sin ningún borde, entre los flancos de la rosca y las indentaciones es también ventajosa aquí.

En adición o como una alternativa a esto, es concebido variar la forma de la amplitud del borde de la rosca ondulado en dependencia de los diferentes usos pretendidos del tornillo. Para usarlo para enroscarlo en materiales más blandos, tal como madera u otros materiales fibrosos y materiales compuestos, la amplitud del borde de la rosca ondulado es aproximadamente de 0.2 a 0.4 veces la altura de la rosca. Mientras más blando o más dócil sea el material, más grande puede ser la amplitud (y viceversa) . Para usarlo para enroscarlo en materiales más duros, en particular plásticos o metales, está provisto que la amplitud del borde de la rosca sea aproximadamente de 0.05 a 0.15 veces la altura de la rosca. Mientras más duro o más resistente sea el material, más pequeña debe ser la amplitud (y viceversa) . Además, para usarlo como “tornillo universal”, la amplitud puede también ser aproximadamente de 0.1 a 0.3 veces la altura de la rosca.

Una medida adicional ventajosa se relaciona con la profundidad medida de manera radial de las indentaciones. Para usarlo para enroscarlo en materiales... [Seguir leyendo]

1. Un tornillo (1) que comprende un vástago roscado (2) con un lugar para la aplicación de la fuerza (4) para transmitir el momento de torsión y una punta del tornillo (6) , el vástago roscado (2) estando compuesto de un núcleo del vástago (10) y una rosca formadora de rosca de manera automática (12) , y la rosca (12) que está formada como una elevación la cual se extiende de manera helicoidal a través del núcleo del vástago (10) , está delimitada por dos flancos (15, 16) los cuales convergen en un borde exterior de la rosca (14) y tiene una altura (H) medida de manera radial desde el núcleo del vástago (10) hasta el borde de la rosca (14) , la rosca (12) teniendo, vista de perfil, en el borde de la rosca (14) un ángulo del vértice específico (α) formado entre los flancos adyacentes (15, 16) , estando al menos uno de los dos flancos (15, 16) de la rosca (12) formado en forma cóncava en la región entre el núcleo del vástago (10) y el borde de la rosca (14) , visto en el perfil radial, de tal forma que el ángulo del vértice (α) es menor que un ángulo de los flancos (αF) encerrado entre las líneas de los flancos rectas imaginarias (FG) determinadas en cada caso por el punto más bajo (GF) de la rosca y del borde de la rosca (14) , y extendiéndose el/cada flanco (15, 16) a partir del núcleo del vástago (10) primeramente de forma rectilínea de acuerdo a las líneas rectas de los flancos (FG) que se extienden a través del punto más bajo de la rosca (GF) y recién a partir de una determinada altura del flanco (hF) se extiende de forma cóncava.

2. El tornillo como el reivindicado en la reivindicación 1, caracterizado porque ambos flancos (15, 16) están formados en forma cóncava – preferiblemente de la misma manera.

3. El tornillo como el reivindicado en una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque los flancos (15, 16) se extiende de manera sustancial en una línea recta en una región exterior parcial contigua al borde de la rosca (14) , visto de perfil.

4. El tornillo como el reivindicado en una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el ángulo del vértice (α) yace aproximadamente en el rango desde 25° a 35°.

5. El tornillo como el reivindicado en una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, al menos en una región parcial de la rosca (12) , el borde exterior de la rosca (14) se extiende en forma de onda en la dirección radial con una amplitud (U) entre las cimas de las ondas (20) con la altura de la rosca (H) y los valles de las ondas (22) con una altura (h) reducida por la amplitud (U) , y la rosca (12) tiene, al menos en la región de uno de sus flancos (15/16) , en la región de los valles de las ondas (22) del borde de la rosca (14) indentaciones (24) , las cuales interrumpen la superficie del flanco (15/16) y cuya delimitación exterior es el borde de la rosca (14) , la rosca (12) teniendo respectivamente en las regiones de las cimas de las ondas (20) del borde de la rosca (14) que no son interrumpidas por las indentaciones (24) el primer ángulo del vértice, específico (α) , formado entre los flancos (15/16) , y un segundo ángulo del vértice (α') , en la región más baja de los valles de las ondas (22) del borde de la rosca (14) .

6. El tornillo como el reivindicado en la reivindicación 5, caracterizado porque las indentaciones (24) tienen superficies que se extienden de manera sustancial en una línea recta, vistas en la dirección radial, en el perfil de la rosca (12) , el segundo ángulo del vértice (α') siendo más grande que el primer ángulo del vértice (α) y yaciendo en particular aproximadamente en el rango desde 30° ha sta un máximo de 58°.

7. El tornillo como el reivindicado en la reivindicación 5, caracterizado porque las indentaciones (24) tienen, vistas de perfil, superficies cóncavas, al menos en ciertas porciones, el segundo ángulo del vértice (α') siendo aproximadamente del mismo orden en magnitud que el primer ángulo del vértice (α) .

8. El tornillo como el reivindicado en particular en una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque, para usarlo para enroscarlo en materiales más blandos, tal como madera o materiales similares a la madera, la amplitud

(U) del borde de la rosca ondulado (14) es aproximadamente de 0.2 a 0.4 veces la altura de la rosca (H) .

9. El tornillo como el reivindicado en particular en una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque, para usarlo para enroscarlo en materiales más duros o más resistentes, en particular plásticos o metales, la amplitud (U) del borde de la rosca ondulado (14) es aproximadamente de 0.05 a 0.15 veces la altura de la rosca (H) .

10. El tornillo como el reivindicado en particular en una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque, para usarlo de forma universal para enroscarlo en varios materiales, la amplitud (U) del borde de la rosca ondulado (14) es aproximadamente de 0.1 a 0.3 veces la altura de la rosca (H) .

11. El tornillo como el reivindicado en particular en una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque las indentaciones (24) tienen en cada caso una profundidad (Z) , la cual es medida hacia adentro en la dirección radial desde un diámetro (D) determinado por las cimas de las ondas (20) del borde de la rosca (14) y es menor que/igual a la altura (H) de la rosca (12) .

12. El tornillo como el reivindicado en la reivindicación 11, caracterizado porque, para usarlo para enroscarlo en materiales más blandos, tal como madera o materiales similares a la madera, la profundidad radial (Z) de las indentaciones (24) es aproximadamente de 0.8 a 1 veces la altura de la rosca (H) .

13. El tornillo como el reivindicado en la reivindicación 11, caracterizado porque, para usarlo para enroscarlo en materiales más duros o más resistentes, en particular plásticos o metales, la profundidad radial (Z) de las indentaciones (24) es aproximadamente de 0.2 a 0.3 veces la altura de la rosca (H) .

14. El tornillo como el reivindicado en la reivindicación 11, caracterizado porque, para usarlo de forma universal para enroscarlo en varios materiales, la profundidad radial (Z) de las indentaciones (24) es aproximadamente de 0.3 a 0.8 veces la altura de la rosca (H) .

15. El tornillo como el reivindicado en particular en una de las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado porque las cimas de las ondas (20) están separadas unas con relación a las otras en la dirección circunferencial en cada caso por un ángulo de ataque (δ) , el cual, para el uso en el enroscado en materiales más blandos, tal como madera y materiales similares a la madera, yace en el rango desde 30° a 45°.

16. El tornillo como el reivindicado en particular en una de las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado porque las cimas de las ondas (20) están separadas unas con relación a las otras en la dirección circunferencial en cada caso por un ángulo de ataque (δ) , el cual, para el uso en el enroscado en materiales más duros o más resistente, en particular plástico o metales, yace en el rango desde 15° a 24°.

17. El tornillo como el reivindicado en particular en una de las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado porque las cimas de las ondas (20) están separadas unas con relación a las otras en la dirección circunferencial en cada caso por un ángulo de ataque (δ) , el cual, para el uso en el enroscado en varios materiales, yace en el rango desde 20°a 35°.

18. El tornillo como el reivindicado en particular en una de las reivindicaciones 5 a 17, caracterizado porque las indentaciones (24) están en cada caso delimitadas de la cara adyacente del flanco (15, 16) por una línea límite (26) , la línea límite (26) teniendo de manera sustancial la forma de una parábola con porciones límites laterales, aproximadamente en forma de V (28) , una porción de la rosca (30) que es ininterrumpida con respecto a sus flancos (15, 16) estando formada respectivamente entre dos indentaciones vecinas (24) en la región de las cimas de las ondas (20) y las porciones límites (28) que yacen sobre ambos lados de esta porción de la rosca (30) que encierra un ángulo (γ) , el cual yace en el rango desde 30° a 90°.

19. El tornillo como el reivindicado en la reivindicación 18, caracterizado porque las porciones límites (28) se fusionan unas con otras en la región de cada cima de las ondas (20) a través de un redondeo con un radio (r) , el cual corresponde aproximadamente a 0.1 a 0.3 veces la altura de la rosca (H) .

20. El tornillo como el reivindicado en la reivindicación 18 o 19, caracterizado porque cada indentación (24) está formada de manera simétrica de tal forma que sus porciones límites (28) se extiendan en cada caso en el mismo ángulo con relación a un eje radial (31) de la indentación (24) en las direcciones del enroscado y desenroscado (E/A) del tornillo.

21. El tornillo como el reivindicado en la reivindicación 18 o 19, caracterizado porque cada indentación (24) está formada de manera asimétrica de tal forma que la línea límite frontal (28) en la dirección del enroscado (E) se extienda a mayor profundidad que la línea límite trasera (28) , un eje (32) de la indentación (24) estando desplazado en relación con una línea central radial (34) del valle de las ondas (22) del borde de la rosca (14) por un ángulo agudo (β) en la dirección del enroscado (E) , este ángulo (β) estando de manera preferida aproximadamente en el orden de una magnitud de 10° a 25°.

22. El tornillo como el reivindicado en una de las reivindicaciones 5 a 21, caracterizado porque la rosca (12) se extiende hasta el extremo puntiagudo (18) de la punta del tornillo (6) , la rosca (12) estando configurada con las indentaciones (24) y el borde de la rosca ondulado (14) desde la punta del tornillo (6) , al menos a través de la primera vuelta contigua de la rosca.

23. El tornillo como el reivindicado en una de las reivindicaciones 5 a 22, caracterizado porque las indentaciones (24) están formadas yaciendo unas opuestas a las otras sobre ambos flancos (15, 16) de la rosca (12) .

24. El tornillo como el reivindicado en una de las reivindicaciones 5 a 23, caracterizado porque, en la región de la punta del tornillo (6) , el espacio de las indentaciones (24) se hace más pequeño hacia su extremo (18) .

25. El tornillo como el reivindicado en particular en una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque la rosca (12) , configurada como una rosca de una sola entrada, tiene una paso de rosca (S) el cual es aproximadamente 0.5 veces el diámetro exterior de la rosca (D) .

26. El tornillo como el reivindicado en una de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque la punta del tornillo

(6) está formada con propiedades de perforación de manera automática.