Método para producir un tornillo autoperforante de acero de una pieza con barrena de perforación con borde de corte y tornillo autoperforante de acero de una pieza.

Un método para producir una barrena de perforación (7), que comprende un borde de corte (11,

11.1), de un tornillo autoperforante de acero monobloque (1), en particular hecho de acero inoxidable, en donde para producir la barrena de perforación (7) se remodela la sección final (14) de una pieza bruta en forma de eje (13) proporcionada para esto,

- en donde en un primer paso de remodelación la sección final (14) de la pieza bruta (13) proporcionada para formar la barrena de perforación (7) se aplana contra la sección de eje adyacente (6) para producir una pieza bruta de inserto de corte (15) y

- en donde en un segundo paso de remodelación, la pieza bruta de inserto de corte (15) se remodela para formar la barrena de perforación (7),

caracterizado por que

- el primer y segundo pasos de remodelación son dos pasos de formación en frío llevados a cabo uno después del otro; y

- el segundo paso de remodelación comprende la formación de al menos una estría (10, 10.1) en la pieza bruta de inserto de corte (15) comenzando desde un borde longitudinal del inserto de corte (8).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12151507.

Solicitante: ASC+Cawi Kalt- und Umformtechnik GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Bahnhofstrasse 54-56 58809 Neuenrade ALEMANIA.

Inventor/es: REINEKE,HERMANN, SCANU,MICHELLE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B21K1/56 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B21 TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DEL METAL POR PUNZONADO.B21K FABRICACION DE ARTICULOS METALICOS FORJADOS O PRENSADOS, p. ej. HERRADURAS, REMACHES, BULONES O RUEDAS (fabricación de artículos especiales por trabajo de las hojas metálicas sin arranque sustancial de material B21D; Trabajo de alambre B21F; fabricación de alfileres, agujas o clavos B21G; fabricación de artículos especiales por laminado B21H; máquinas de forjar, prensar, martillar en general B21J; fabricación de cadenas B21L; chapado B23K). › B21K 1/00 Fabricación de elementos de máquinas. › de elementos fileteados.
  • B21K5/02 B21K […] › B21K 5/00 Fabricación de herramientas o de elementos de herramientas, p. ej. de pinzas. › de herramientas para la perforación o de otras herramientas para hacer o para elaborar los orificios.
  • F16B25/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16B DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS O LAS PARTES DE LAS MAQUINAS, p. ej. CLAVOS, CLAVIJAS, TUERCAS, TORNILLOS, BULONES, ANILLOS QUE FORMAN RESORTE, ABRAZADERAS, BRIDAS, GRAPAS, CUÑAS; UNIONES O ARTICULACIONES (acoplamientos para la transmisión de mecanismos de rotación F16D). › Tornillos que forman la rosca en el material en el cual se atornillan, p. ej. tirafondos, tornillo autorroscante.
  • F16B25/10 F16B […] › F16B 25/00 Tornillos que forman la rosca en el material en el cual se atornillan, p. ej. tirafondos, tornillo autorroscante. › Tornillos con una función distinta a la de formación de roscas, p. ej. tornillos perforadores.

PDF original: ES-2547095_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Método para producir un tornillo autoperforante de acero de una pieza con barrena de perforación con borde de corte y tornillo autoperforante de acero de una pieza La invención se refiere a un método para producir un tornillo autoperforante de acero de una pieza con barrena de perforación con borde de corte, particularmente hecho de un material de acero inoxidable, en donde, a fin de producir la barrena de perforación, la sección final de una pieza bruta de tipo eje proporcionada para este propósito se remodela aplanando la sección final de la pieza bruta proporcionada para formar la barrena de perforación con respecto a la sección de eje adyacente a fin de formar una pieza bruta de placa de corte y la pieza bruta de placa de corte se remodela para formar la barrena de perforación. La invención además se refiere a un tornillo autoperforante de acero de una pieza con una barrena de perforación.

Los tornillos autoperforantes son tornillos que se pueden atornillar en un sustrato sin perforación previa. Dependiendo del área respectiva de aplicación de tal tornillo autoperforante, la barrena de perforación se diseña en consecuencia. Los tornillos autoperforantes que van a ser atornillados en láminas de metal tienen una barrena de perforación típicamente sin rosca con una sección en gran medida cilíndrica y una sección corta que se estrecha hacia la punta. A fin de impartir características de perforación a esta barrena, se graban en ella uno o típicamente varios bordes de corte. Una sección roscada se sitúa adyacente a una barrena de perforación diseñada de esta forma. El extremo de tal tornillo autoperforante opuesto a la barrena de perforación tiene una cabeza con una conexión de accionamiento, que se puede encarnar como una cabeza hexagonal, por ejemplo. También se usan otras conexiones de accionamiento, tales como conexiones de accionamiento internas grabadas en la cabeza.

Cuando tales tornillos autoperforantes se usan en exteriores, como es el caso con tornillos para tejados, por ejemplo, se deben usar tornillos de acero inoxidable debido a requisitos de corrosión. Tales tornillos se usan, entre otras cosas, para fijar láminas de tejado hechas de un material de aislamiento o amortiguación relativamente blando en un sustrato sólido. En tal aplicación, la capa base que forma el sustrato es típicamente una lámina trapezoidal. El taladro por lo tanto debe ser capaz en tal aplicación de perforar el agujero necesario en tal lámina para que la rosca del tornillo autoperforante se pueda fijar en la misma. Dado que tal tornillo autoperforante también se debe atornillar de vez en cuando en láminas trapezoidales que se solapan en áreas, también debe ser capaz de perforar a través de dos veces el espesor del material de una lámina trapezoidal en tal aplicación. Tal tornillo para tejados se describe en principio en el documento DE 199 21 542 A1.

Un diseño de tornillos autoperforantes de acero inoxidable previamente conocidos es el tornillo bimetálico. Tales tornillos bimetálicos son tornillos autoperforantes en los que la barrena de perforación se hace de un material diferente, más duro que los otros componentes del tornillo. En tales tornillos autoperforantes de dos partes, es necesario por lo tanto conectar la barrena de perforación al eje del tornillo. Esto se hace típicamente a través de soldadura por fricción, sujeción o como se describe en el documento DE 10 2007 047 524 A1, por medio de una conexión de tornillo. Tales tornillos bimetálicos tienen inconvenientes, no obstante. Son complicados de fabricar y no cumplen necesariamente las demandas puestas sobre ellos, particularmente con respecto a resistencia de corrosión, lo cual es debido al uso de diferentes materiales. Además, si tal tornillo bimetálico se maneja inadecuadamente, la barrena de perforación puede romperse. Lo que es ventajoso acerca de tal diseño es que la barrena de perforación se puede hacer de un material que es óptimo para el propósito de perforación, mientras que se puede usar un material para el eje del tornillo y la cabeza que es adecuado en términos de su capacidad de remodelación requerida para laminar la rosca y presionar la cabeza. Tal tornillo autoperforante de dos partes también es conocido a partir del documento DE 603 11 514 T2. En los tornillos autoperforante bimetálicos descritos previamente, la barrena de perforación es aproximadamente redonda en sección transversal. A fin de formar bordes de corte, se introducen una o más estrías en la barrena de perforación en la dirección radial. Además de tales tornillos autoperforantes bimetálicos, han llegado a ser conocidos tales tornillos autoperforantes en los cuales la barrena de perforación consiste en una placa de corte que se conecta al eje del tornillo. Tal tornillo autoperforante se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE 103 13 635 A1.

Además de tales tornillos autoperforantes de acero inoxidable de dos partes, también se han desarrollado tornillos autoperforantes de acero inoxidables de una pieza. Un tornillo tal se describe en el documento DE 20 2009 011 665 U1. En este tornillo autoperforante de acero inoxidable de una pieza, se hace un suministro de modo que el tornillo autoperforante de acero inoxidable se hace a partir de una única sección de alambre, particularmente usando los pasos del método convencional para la fabricación de un tornillo en la secuencia usual de la alteración de la cabeza del tornillo y el montaje de la barrena de perforación y del cilindro roscado. A continuación de la producción del tornillo, se endurece parcialmente, particularmente o bien a través de una carbonización parcial o bien de una carbonitruración con nivel C reducido o nitruración parcial o completa de la superficie del tornillo a temperaturas por encima de 880ºC en un horno de vacío. Mientras que los inconvenientes descritos anteriormente en relación con tornillos de dos partes se evitan por tal tornillo autoperforante de acero inoxidable de una pieza, el endurecimiento parcial también se considera como elaborado sin embargo. Dado que tales tornillos autoperforantes de acero inoxidable son artículos producidos en masa, existe la necesidad de fabricarlos económicamente usando pasos de método que sean tan simples como sea posible.

El documento DE 38 28 446 A1 describe un método para fabricar tornillos autoperforantes de acero inoxidable de una pieza. Según este método previamente conocido, la barrena de perforación se produce por medio de un proceso de remodelación. El material de inicio para la producción de la barrena de perforación es una sección final cilíndrica que se estrecha en relación a la sección de eje adyacente de la pieza bruta. La sección final cilíndrica se remodela en un único paso a través de conformación por presión entre dos mordazas de presión de una herramienta de presión que se pueden mover una hacia la otra a fin de formar la barrena de perforación con sus bordes de corte. Curiosamente, se ha encontrado en tales tornillos autoperforantes de acero inoxidable que ocurre una descamación repetidamente durante el proceso de perforación, particularmente del borde de corte. Se piensa que es responsable de esto un desarrollo excesivo de calor durante el proceso de perforación y una fragilización excesiva del material. Por esta razón, tales tornillos autoperforantes de acero inoxidable no son adecuados para ser atornillados en material más grueso, por ejemplo en láminas con un espesor de más de 0, 5 mm, particularmente si se disponen unas sobre otras en dos capas. No obstante, esto es necesario en tornillos para tejados, que, como se indicó anteriormente, están hechos preferiblemente de acero inoxidable. No obstante, tales tornillos para tejados deben ser capaces de perforar a través de las láminas trapezoidales típicamente usadas en techado, que tienen un espesor de material de hasta 1 mm o más, incluso en las áreas de superposición en las que las láminas se disponen unas sobre otras en dos capas.

Un método con los rasgos del preámbulo de la reivindicación 1 se conoce a partir del documento JP 53-057351 A. No obstante, un tornillo autoperforante de acero con suficiente dureza no se puede fabricar usando el método conocido a partir de este documento sin pasos de endurecimiento adicionales.

Tomando como punto de partida esta técnica anterior tratada, es por lo tanto el objeto de la invención proporcionar un método para producir una barrena de perforación de un tornillo autoperforante de acero, típicamente como parte del proceso de fabricación de tornillo, así como un tornillo autoperforante de acero con el que materiales incluso más gruesos, particularmente aquellos usados en techado, es decir, láminas trapezoidales y similares, se pueden usar al tiempo que se evitan o se... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para producir una barrena de perforación (7) , que comprende un borde de corte (11, 11.1) , de un tornillo autoperforante de acero monobloque (1) , en particular hecho de acero inoxidable, en donde para producir la barrena de perforación (7) se remodela la sección final (14) de una pieza bruta en forma de eje (13) proporcionada para esto, -en donde en un primer paso de remodelación la sección final (14) de la pieza bruta (13) proporcionada para formar la barrena de perforación (7) se aplana contra la sección de eje adyacente (6) para producir una pieza bruta de inserto de corte (15) y -en donde en un segundo paso de remodelación, la pieza bruta de inserto de corte (15) se remodela para formar la barrena de perforación (7) , caracterizado por que -el primer y segundo pasos de remodelación son dos pasos de formación en frío llevados a cabo uno después del otro; y -el segundo paso de remodelación comprende la formación de al menos una estría (10, 10.1) en la pieza bruta de inserto de corte (15) comenzando desde un borde longitudinal del inserto de corte (8) .

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado por que se aplica presión principalmente en una dirección radial por el primer paso de remodelación para formar el aplanamiento del material a ser desplazado.

3. El método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el material desplazado por el segundo paso de remodelación se presiona principalmente en una dirección axial longitudinal en la dirección del extremo libre del inserto de corte (19) .

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3, caracterizado por que mediante el segundo paso de remodelación, se engrosa la pieza bruta de inserto de corte (15) en la dirección del extremo libre que sujeta la barrena (12) .

5. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que se da a la barrena de perforación

(7) un recubrimiento que lubrica una operación de perforación.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que en un paso inmediatamente siguiente a la producción de la barrena de perforación (7) para producir el tornillo autoperforante (1) , la sección o secciones roscadas (5, 5.1) se forman en la sección de eje (6) de la pieza bruta adyacente a la barrena de perforación (7) y se extraen residuos de material (19) en la barrena de perforación (7) en el curso de este paso.

7. El método según la reivindicación 6, caracterizado por que la sección o secciones roscadas (5, 5.1) se forman por medio de un proceso de laminación.

8. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el método para producir la barrena de perforación (7) es parte de un método para producir un tornillo autoperforante de acero (1) , hecho en particular de acero inoxidable y que antes de los pasos para producir la barrena de perforación (7) en el otro extremo de la pieza bruta en forma de eje (13) se forma una cabeza de tornillo (2) , por ejemplo por medio de una operación de estampación de conformación.

9. Un tornillo autoperforante de acero monobloque, en particular hecho de acero inoxidable con una barrena de perforación (7) , producido por el método según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la barrena de perforación (7) comprende un inserto de corte (8) hecho de un área aplanada contra el eje adyacente que soporta al menos una sección roscada (5, 5.1) , en el cual (inserto de corte) se introduce al menos una estría (10, 10.1) con la formación de al menos un borde de corte (11, 11.1) comenzando desde un borde longitudinal (9, 9.1) del inserto de corte (8) .

10. El tornillo autoperforante de acero según la reivindicación 9, caracterizado por que dos estrías (10, 10.1) se introducen en el inserto de corte (8) , comenzando desde los bordes longitudinales (9, 9.1) pasando diagonalmente al eje longitudinal de la barrena de perforación (7) , en donde en cada caso se forma un borde de corte (11, 11.1) .

11. El tornillo autoperforante de acero según la reivindicación 9 o 10, caracterizado por que el espesor del inserto de corte (8) aumenta desde su raíz bordeando el eje en la dirección de su extremo libre.

12. El tornillo autoperforante de acero según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que al menos la barrena de perforación (7) está equipada con un recubrimiento que lubrica una operación de perforación.

13. El tornillo autoperforante de acero según la reivindicación 12, caracterizado por que el recubrimiento de lubricante es un recubrimiento de aceite, resina o cera quemada.

 

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