BRPI0713914A2 - parafuso formador de rosca e de furo - Google Patents

Abstract

PARAFUSO FORMADOR DE ROSCA E DE FURO. A presente invenção refere-se a um parafuso (1) formador de rosca e de furo com uma cabeça (2) apresentando um alojamento para ferramenta, uma haste de rosca (3) e uma parte formadora de furo (4) afiliando-se à semelhança de cone, sendo que ao longo da peça formadora de furo estão previstas nervuras (6,7) se estendendo à maneira de rosca. A parte formadora de furo termina em uma peça extrema (5) arredondada truncada e as nervuras arredondadas, apenas comprimindo o material da peça de chapa, estão dispostas simetricamente contrapostas e apresentam uma inclinação, que importa em um múltiplo da inclinação da rosca.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PARAFUSO FORMADOR DE ROSCA E DE FURO".

A presente invenção refere-se a um parafuso formador de rosca e de furo com uma cabeça apresentando um alojamento para ferramenta, uma haste de rosca e uma parte formadora de furo afilando-se à semelhan- ça de cone, sendo que ao longo da peça formadora de furo estão previstas nervuras se estendendo à maneira de rosca.

Um parafuso desse tipo é conhecido da Patente DE 196 32 838 A1. Nesse parafuso, ao longo de uma peça formadora de furo se afilando à semelhança de cone até uma ponta estão previstas nervuras se estendendo à maneira de rosca, executadas como arestas de gume, cuja direção de in- clinação corresponde àquela da rosca propriamente dita do parafuso. Devido a essa configuração, quando da introdução do parafuso em uma peça de chapa pela aresta de gume é fresado um furo na peça de chapa, até final- mente a rosca do parafuso alcançar o furo fresado e a rosca penetrar no sul- co na peça de chapa.

Da Patente EP 0 464 071 é ainda conhecido um parafuso, que, sem formação de apara, com sua peça formadora de furo, serve para intro- duzir um furo em uma peça de chapa, sendo que a deformação da chapa se dá por si só devido à torção do parafuso e, com isso, à produção de calor por fricção. Nesse parafuso conhecido, é empregada uma parte formadora de furo se afilando à semelhança de cone, que com uma peça extrema trun- cada, atuando como parte formadora de furo, é aplicada sobre a peça de chapa em questão, que devido à rápida rotação do parafuso é em tal medida aquecida, que o material da peça de chapa escoa adiante da peça extrema truncada e então forma um furo com um traçado semelhante a um bocal, que se estende axialmente em ambos os lados da peça de chapa.

Da Patente DE 195 25 732 é ainda conhecido um parafuso for- mador de rosca, que possui uma haste de rosca e uma parte formadora de furo cônica se afilando com nervuras de fresa axiais, que devem facilitar a operação de aparafusamento no início da introdução do parafuso, especial- mente em uma placa de aparas ou de madeira. As nervuras de fresa têm uma aresta de fresa se estendendo em seu lado externo, que segundo sua designação serve para remover por fresagem material da placa de madeira ou de aparas, sem que então venham a atuar forças axiais, que pressionem o parafuso para dentro da placa de madeira ou de aparas. Quanto às nervu- ras de fresa, trata-se, portanto, apenas da deformação de um furo para pos- terior alojamento do parafuso, portanto de um efeito que se refere ao levan- tamento de aparas da madeira ou da placa de aparas.

A invenção tem por objetivo configurar de tal maneira o parafuso mencionado no início que, quando da introdução da parte formadora de furo na peça de chapa, seu material não seja tratado por levantamento de apa- ras, mas sim apenas comprimido para longe, para ser mantido para a forma- ção de uma passagem em apenas um lado da peça de chapa, sendo que a posição da passagem deve ser selecionada essencialmente no lado voltado para o parafuso ou no lado oposto ao parafuso.

Segundo a invenção isso se dá na medida em que a parte for- madora de furo termina em uma peça extrema arredondada truncada e as nervuras arredondadas, apenas comprimindo o material da peça de chapa, estão dispostas simetricamente contrapostas e apresentam uma inclinação, que importa em um múltiplo da inclinação da rosca.

Devido às nervuras se estendendo especialmente inclinadas ao longo da parte formadora de furo resulta a tendência de que o material da chapa fique entalado diante das nervuras e, assim, devido à pressão atuan- do sobre o parafuso quando de sua introdução, favoreça o surgimento da passagem. A conseqüência disso é uma formação especialmente estampa- da da passagem em um lado da chapa. As nervuras se estendendo à manei- ra de rosca ao longo da parte formadora de furo não têm, portanto, uma a- ção de levantamento de aparas, o que especialmente com correspondente tratamento de chapas é particularmente desejado, pois com emprego de chapas e um processo de fabricação em geral deve ser incondicionalmente evitada uma formação de aparas.

As nervuras podem então ser de tal maneira configuradas que se estendem pelo comprimento da parte formadora de furo ou apenas parei- almente por seu comprimento. No último caso, vantajosamente, as nervuras são aplicadas essencialmente pela região inicial da parte formadora de furo, referindo-se assim à parte que se segue imediatamente à peça extrema truncada. Mas, naturalmente, também é possível estender as nervuras es- sencialmente pela região extrema da parte formadora de furo. Isso depende do material da peça de chapa, que, segundo a experiência, quando de seu tratamento permite identificar como vantajosas ou nervuras na região inicial ou região extrema da parte formadora de furo. Além disso, é possível sele- cionar a direção de inclinação das nervuras com relação à direção de incli- nação da rosca da haste de rosca. Portanto, ou a direção de inclinação pode ser tal que corresponda à direção de inclinação da rosca da haste de rosca, o que favorece uma passagem no lado da chapa voltado para o parafuso. Mas também é possível dispor de tal maneira as nervuras relativamente à sua direção de inclinação que fique orientadas em oposição à direção de inclinação da rosca da haste de rosca, o que promove a formação da passa- gem no lado da chapa oposto ao parafuso.

Dependendo do efeito desejado sobre a chapa e sobre a forma- ção da passagem, se pode prever o número das nervuras na região dianteira da parte formadora de furo diferente do número das nervuras na região tra- seira. Quando especialmente o número das nervuras na região dianteira da parte formadora de furo é maior do que na região traseira, então isso tem o efeito de que as nervuras exerça uma tração especialmente forte sobre o parafuso a ser inserido, quando este já tenha formado seu furo com a peça extrema truncada.

Para a execução das nervuras é apropriado especialmente sua remoção por pressão do material da parte formadora de furo. Isso pode ser obtido pelo fato de que as nervuras são produzidas por compressão respec- tivamente ao lado de ao menos uma acanaladura existente na peça forma- dora de furo.

Uma formação especialmente favorável da parte formadora de furo na região de sua peça extrema reside em que a peça extrema apresen- ta um rebaixo coaxial, que está envolto por uma borda truncada, cujo diâme- tro externo é 0,35 a 0,7 vezes menor do que o diâmetro máximo da parte formadora de furo. Nesse caso, quando da compressão do parafuso a uma peça de chapa resulta uma área de contato com relação ao contato punti- forme com uma peça extrema arredondada truncada e, com isso, um aque- cimento correspondentemente grande, o que conduz muito rapidamente à deformação do material da chapa e, assim, à penetração do parafuso na peça de chapa, implicando também então na formação da passagem.

Como rebaixo na peça extrema da parte formadora de furo bas- ta um comprimento de menos de 3 mm, o que em todo caso é suficiente pa- ra receber também material quando do amolecimento da peça de chapa.

Cabo assinalar, no entanto, que naturalmente a parte formadora de furo também pode ser executada como peça extrema arredondada trun- cada, o que tem então importância especial quando a peça de chapa consis- te em um material relativamente macio, como por exemplo, alumínio.

Nas figuras, estão representados exemplos de execução da in- venção. Mostram:

figura 1 - o parafuso com várias nervuras se estendendo por to- do o comprimento da parte formadora de furo, cuja direção de inclinação é orientada em oposição àquela da haste de rosca;

figura 2 - um corte ao longo da linha Il-Il da figura 1;

figura 3 - uma parte formadora de furo com nervuras se esten- dendo apenas pela região inicial da parte formadora de furo;

figura 4 - uma parte formadora de furo com nervuras se esten- dendo essencialmente pela região extrema da parte formadora de furo;

figura 5 - uma parte formadora de furo com nervuras se esten- dendo por todo o seu comprimento, cuja direção de inclinação corresponde àquela da haste de rosca;

figura 6 - uma parte formadora de furo com nervuras se esten- dendo por todo ou apenas parcialmente o seu comprimento, sendo que as nervuras curtas se situam na região inicial da parte formadora de furo;

figura 7 - uma parte formadora de furo, igualmente com nervu- ras se estendendo por todo ou apenas parcialmente o seu comprimento, sendo que as nervuras curtas se estendem pela região extrema da parte formadora de furo;

figura 8 - uma parte formadora de furo com uma peça extrema arredondada truncada e nervuras, que são comprimidas para fora de uma acanaladura;

figura 9 - um corte ao longo da linha IX-IX da figura 8; figura 10 - um corte semelhante com nervuras, que são com- primidas para fora por duas acanaladuras laterais;

figura 11 - um corte semelhante por uma parte formadora de fu- ro, em que as nervuras são pressionadas para fora por uma nervura em um lado;

figura 12 - uma parte formadora de furo com rebaixo coaxial em sua peça extrema;

figura 13 - um corte ao longo da linha XlIl-XllI da figura 12; figura 14a, b e c - a parte formadora de furo segundo o parafuso de acordo com a figura 1 em diversas fases da penetração e atravessamen- to por uma peça de chapa.

Na figura 1 está representado um parafuso 1 formador de furo e de rosca segundo a invenção em vista em perspectiva. O parafuso apresen- ta a cabeça de parafuso 2, a haste de rosca 3 e a parte formadora de furo 4, que serve para a introdução em uma peça de chapa (ver figuras 14a até c). A cabeça de parafuso 2 está provida de qualquer alojamento conhecido para um acionamento. A parte formadora de furo 4 disposta antes da haste de rosca 3 é executada à semelhança de cone e se afila para a peça extrema 5, que para a inserção em uma peça de trabalho, especialmente uma peça de chapa, é assentada sobre a mesma e colocada em rotação. A peça extrema 5 na figura 1 é executada arredondada truncada. Quando do assentamento sobre uma peça de trabalho, o arredondamento da peça extrema 5 se encar- rega de que a peça de chapa possa ser aquecida tão rapidamente que o material da peça de chapa fica fluido e possibilita a penetração da parte for- madora de furo 4 na peça de chapa (ver a propósito figuras 14a até c).

O parafuso 1 representado na figura 1 está provido na região de sua parte formadora de furo 4 das nervuras 6 e 7, que, como mostrado o desenho em corte segundo a figura 2, estão dispostas simétricas para com o eixo do parafuso. Segundo a figura 2, trata-se então de três nervuras 6, 7 e 8 simetricamente dispostas. Quando da introdução do parafuso 1 em uma pe- ça de chapa, as nervuras 6, 7 e 8 comprimem o material da peça de chapa amolecido pelo aquecimento e formam, assim, uma passagem (ver figuras 14b e c), cuja direção é influenciada pela inclinação das nervuras 6, 7 e 8. No parafuso segundo a figura 1, a inclinação das nervuras 6, 7 e 8 se esten- de em contraposição à direção de inclinação da rosca da haste de rosca 3. As nervuras comprimem assim material da peça de chapa adiante de si e permitem o surgimento de uma passagem, que se situa essencialmente na- quele lado da peça de chapa, que está contraposto à direção de aparafusa- mento (ver figura 14c). As nervuras 6, 7 e 8 exercem então exclusivamente uma ação deformadora de material, não desbastando, portanto, o material da peça de chapa no sentido de uma raspagem ou semelhante, de modo que o material deformado da peça de chapa é transferido completamente para a passagem.

Na figura 3 está representado um parafuso com uma parte for- madora de furo 9, que é provida em sua região voltada para a peça extrema 10 de nervuras 11 e 12 encurtadas. No caso de um material da peça de chapa, que não seja especialmente duro, essas nervuras 11 e 12 encurtadas podem ser aplicadas de modo especialmente vantajoso.

Na figura 4 está representada uma outra modificação da confi- guração segundo a figura 1, em que as nervuras são igualmente encurtadas, mas aqui se estendem pela região extrema da parte formadora de furo. As nervuras 14 e 15 vão do início da rosca da haste de rosca 3 até aproxima- damente ao meio da parte formadora de furo 13. Devido a essa configura- ção, resultam, quando da compressão do parafuso segundo a figura 1 sobre uma peça de chapa, inicialmente a fricção e o aquecimento do ponto de con- tato entre a peça de chapa e parafuso, devido às quais a peça extrema 16 penetra no material da peça de chapa, até que as nervuras 14 e 15 deslo- cam adicionalmente material da peça de chapa e então formam a passagem, de maneira desejada.

Na figura 5 está representada uma configuração do parafuso semelhante àquela segundo a figura 1, em que todavia a inclinação das ner- vuras 18 e 19 se estendendo por toda a parte formadora de furo 17 é con- traposta à direção de inclinação da rosca da haste de rosca 3. A conseqüên- cia disso é que, quando do assentamento do parafuso segundo a figura 5 sobre uma peça de chapa, é formada uma passagem, que se encontra es- tampada sobre o lado da peça de chapa, sobre o qual é assentado o parafu- so.

Nas figuras 6 e 7 estão representadas duas modificações dos parafusos segundo os exemplos de execução anteriormente tratados, em que se trata de uma forma mista do comprimento das nervuras. Segundo a figura 6, portanto, estão previstas nervuras longas e curtas, sendo que as nervuras curtas se situam na região inicial da parte formadora de furo 20, ao passo que, na configuração segundo a figura 7, as nervuras curtas ficam dispostas na região extrema da parte formadora de furo 21. A aplicação das configurações especiais do parafuso, descritas acima, depende das respec- tivas propriedades de material da peça de chapa que serve de base.

Nas figuras 8 a 11 está representada uma configuração da parte formadora de furo com nervuras, em que se trata de uma produção das ner- vuras particularmente vantajosa.

A parte formadora de furo 22 segundo a figura 8, que em princí- pio corresponde à configuração do parafuso segundo a figura 1, mostra res- pectivamente duas nervuras se estendendo rente lado a lado, que são pro- duzidas pelo fato de que na parte formadora de furo 22 é comprimida uma nervura 23 se estendendo correspondentemente, a qual devido à compres- são de material providencia para que lateralmente à nervura 23 se formem as duas nervuras 24 e 25 se estendendo paralelamente. Essa configuração é representada também no desenho em corte segundo a figura 9, que mos- tra um corte ao longo da linha IX-IX da figura 8.

A formação dessas nervuras pode também ser diferente, como ilustram as figuras 10 e 11. Segundo a figura 10, que mostra um corte seme- Ihante àquele segundo a figura 9, trata-se respectivamente de uma nervura 26, que resultou lateralmente junto a suas nervuras 27 e 28 comprimidas para dentro.

A figura 11 mostra uma variante, segundo a qual uma nervura 29 resultou essencialmente pela compressão para dentro de uma nervura 30 unilateral se estendendo lateralmente junto a ela.

Nas figuras 12 e 13 está representada uma configuração da par- te formadora de furo 31, que é provida em sua peça extrema 32 de um re- baixo 33 coaxial, que está envolto por uma borda 34 truncada, que provê para que, quando do assentamento da parte formadora de furo 31 sobre uma peça de chapa, imediatamente uma área plana relativamente grande esteja disponível para a produção de calor de fricção. Essa configuração melhora a penetração inicial da parte formadora de furo 31 na peça de cha- pa, até as nervuras 35 e 36 engatarem e permitirem uma correspondente deformação do material de chapa, como descrito em correlação com os e- xemplos de execução anteriormente tratados. A figura 13 mostra então um corte ao longo da linha XlIl-Xl11 da figura 12.

Nas figuras 14a a c está representada a inserção de um parafu- so em uma peça de chapa e a deformação de uma passagem, sendo que a configuração de um parafuso representada na figura 1 é tomada como base. Segundo a figura 14a, a peça extrema 5 truncada da parte formadora de furo 4 está parcialmente inserida na peça de chapa 37. Segundo a figura 14b, a parte formadora de furo 4 perfurou completamente a peça de chapa 37, de modo que agora as nervuras 6 e 7 exercem sua ação sobre o material da peça de chapa 37 e deformam a mesma para uma passagem 38. Na figura 14c, então, está representado o estágio final da penetração do parafuso, em que este com sua haste de rosca 3 atravessou completamente a peça de chapa 37 e então formou a passagem 38, que se estende essencialmente em direção da penetração do parafuso na peça de chapa 37.

Claims (12)

1. Parafuso (1) formador de rosca e de furo com uma cabeça (2) apresentando um alojamento para ferramenta, uma haste de rosca (3) e uma parte formadora de furo (4, 9, 13, 17, 20, 21, 22, 31) afilando-se à semelhan- ça de cone, sendo que ao longo da peça formadora de furo estão previstas nervuras se estendendo à maneira de rosca, caracterizado pelo fato de que a parte formadora de furo termina em uma peça extrema arredondada trun- cada e as nervuras arredondadas, apenas comprimindo o material da peça de chapa, estão dispostas simetricamente contrapostas e apresentam uma inclinação, que importa em um múltiplo da inclinação da rosca.

2. Parafuso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as nervuras (6, 7, 8) se estendem pelo comprimento da parte formadora de furo (4).

3. Parafuso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as nervuras (11, 12; 14, 15) se estendem parcialmente pelo comprimento da parte formadora de furo (9, 13).

4. Parafuso de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as nervuras (11, 12) se estendem essencialmente pela região inicial da parte formadora de furo (9).

5. Parafuso de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as nervuras (14, 15) se estendem essencialmente pela região extrema da parte formadora de furo (13).

6. Parafuso de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, carac- terizado pelo fato de que as nervuras (6, 7, 8) se estendem com uma direção de inclinação, que corresponde à direção de inclinação da rosca da haste de rosca (3).

7. Parafuso de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, carac- terizado pelo fato de que as nervuras (18, 19) se estendem com uma direção de inclinação, que é orientada contraposta à direção de inclinação da rosca da haste de rosca (3).

8. Parafuso de acordo com uma das reivindicações 3 a 7, carac- terizado pelo fato de que o número das nervuras na região dianteira da parte formadora de furo (20, 21) é diferente do número das nervuras na região traseira.

9. Parafuso de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, carac- terizado pelo fato de que as nervuras (24, 25; 26; 29) são produzidas por compressão respectivamente ao lado de ao menos uma acanaladura (23; -27, 28; 30) existente na peça formadora de furo (22).

10. Parafuso de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, ca- racterizado pelo fato de que a parte formadora de furo (31) apresenta uma peça extrema (32) com um rebaixo (33) coaxial, que está envolto por uma borda (34) truncada, cujo diâmetro externo é 0,35 a 0,7 vezes menor do que o diâmetro máximo da parte formadora de furo (31).

11. Parafuso de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o rebaixo (33) é mais curto do que 3 mm.

12. Parafuso de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, ca- racterizado pelo fato de que a parte formadora de furo (4, 9) apresenta uma peça extrema (5, 10) arredondada truncada.