MXPA04011160A - Sistema de sujecion integrado. - Google Patents

Abstract

Un sistema de sujetador que comprende una pluralidad de intervalos de tamanos de un sujetador roscado (10), cada sujetador tiene una cabeza (12, 32) provista con una cavidad (14) para recibir una herramienta (20) para apretar de manera giratoria el sujetador. En cada intervalo de tamanos, el tamano mas grande de sujetadores tiene una cavidad (14), que comprende una pluralidad de escalones de apriete (16a, b, c, d) de tamanos que se reducen, superpuestos unos con otros. Entre dos intervalos de tamano adyacentes, hay un escalon comun (16d, 16b¦), que es el escalon mas grande (16b¦, 16b") de la cavidad (14¦, 14") del intervalo de tamano mas pequeno, y el escalon mas pequeno (16d) de la cavidad (14) del intervalo de tamano mas grande.

Description

SISTEMA DE SUJECION INTEGRADO CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con sujetadores, en particular tornillos y pernos que tienen una cabeza provista con una cavidad para recibir una herramienta de apriete para girar el tornillo o perno.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La GB-A-1150382 parece ser la primera descripción de un tornillo provisto con una cavidad multiescalonada y un destornillador multiescalonado correspondiente. La GB-A-2285940 describe esencialmente la misma idea. Ambas de estas publicaciones describen las ventajas proporcionadas por los arreglos descritos. La primera es que las cavidades tienen esencialmente lados paralelos, y en consecuencia eliminan los problemas de excentricidad que están asociados con cavidades de cabeza cruzada. En segundo lugar, dan la posibilidad de que una sola herramienta de apriete sea adecuada para apretar una gama de tamaños de tornillos. La única herramienta de apriete, tiene de manera típica tres (por ejemplo) escalones de las superficies de apriete, que se emplean para apretar tornillos grandes que tienen tres escalones de la cavidad. Sin embargo, la misma herramienta puede emplearse con tornillos más pequeños que tienen sólo dos escalones de la cavidad, el escalón más grande se omite. Ciertamente, aún los tornillos más pequeños pueden tener sólo un escalón, el más pequeño en su cavidad, y pueden apretarse sólo por el escalón más pequeño de la herramienta. La GB-A-2329947 describe un arreglo similar, y la WO-A-0177538 , describe escalones que tienen una extensión tan pequeña en las cavidades de los tornillos y pernos que, a los momentos de torsión a los cuales se pretende operar los tornillos, no pueden girarse a menos que al menos dos escalones se acoplen por la herramienta. De otra manera, el tornillo está arreglado para girar fuera de acoplamiento con la herramienta de apriete. Esto proporciona una característica de seguridad de que sólo la herramienta apropiada desatornillará el tornillo. Sin embargo, hasta que la solicitud copendiente GB0124122.3, se presentó por la presente solicitante en Octubre 8, 2001, estas ideas no fueron prácticas en la realidad, debido a que las cavidades no pueden formarse de manera competitiva en tornillos y pernos. Ahora, se está desarrollando interés en tales sistemas de sujeción. Sin embargo, el sistema hasta ahora se ha aplicado principalmente a los tornillos más pequeños para madera y máquinas, es decir, tornillos para madera con tamaños del No. 6 al No. 10 (es decir, de aproximadamente 2 mm a 5 rara diámetro - longitudes de aproximadamente 15 mm a 100 mm) , y con tornillos para máquina M2 a MIO (es decir, roscas con diámetro de 2 mm a 10 mm) . Sin embargo, existe la necesidad, particularmente en el campo de tornillos y pernos para máquinas, de tamaños más grandes. En principio, no hay un limite del número de escalones que pueden incluirse o agregarse a una cavidad o destornillador. Pero se llega a un punto en el cual el destornillador, si es suficientemente grande y suficientemente fuerte para apretar los tornillos y pernos más grandes, será demasiado incómodo, voluminoso y pesado para apretar de manera sensible los tornillos más pequeños. Además, en los tornillos más grandes, la capacidad de transmisión del momento de torsión de los escalones más pequeños se vuelve insignificante. En consecuencia, es deseable dividir el sistema entre intervalos de tamaños de tornillo/perno, pero, al hacerlo, algunos de los beneficios del sistema se pierden, debido a que al menos dos herramientas se vuelven necesarias para cubrir todo el intervalo de tamaños. En consecuencia, es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema que mitigue la pérdida de esta universalidad.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de sujeción que comprende una pluralidad de intervalos de tamaños de sujetadores roscados, cada sujetador tiene una cabeza provista con una cavidad para recibir una herramienta para apretar de manera giratoria el sujetador, y en donde: en cada intervalo de tamaños, el tamaño más grande del sujetador tiene una cavidad que comprende una pluralidad del escalones de apriete de tamaños que se reducen, superpuestos unos con otros, cada escalón tiene lados que son sustancialmente paralelos a lo largo del eje del sujetador y definen un polígono en sección; entre dos intervalos de tamaños adyacentes, hay un escalón común, siendo el escalón más grande de la cavidad del intervalo de tamaño más pequeño y el escalón más pequeño de la cavidad del intervalo de tamaño más grande, escalón común el cual es de la misma sección en cada intervalo; y la profundidad de la base de la cavidad más grande a la base de la cavidad más pequeña en el intervalo de tamaño más pequeño, es menor que la profundidad de la cavidad más pequeña en el intervalo de tamaño más grande. De manera preferida, hay dos intervalos de tamaños de sujetadores, que comprenden tornillos de diámetros de aproximadamente 2 mra a aproximadamente 10 mm, y de aproximadamente 10 mm a aproximadamente 30 mm. Los tornillos pueden ser tornillos de máquina de tamaño M2 a tamaño MIO en el intervalo pequeño, y de tamaño M12 a M30 en el intervalo de tamaño grande. El escalón común es, de manera preferida hexagonal en sección, pero igualmente podría ser pentagonal o algún otro polígono con lados rectos. El escalón común de manera preferida, tiene un diámetro de aproximadamente 6 mm, de manera preferida 5.9 mm. El intervalo de tamaño más pequeño de sujetadores puede tener tres escalones en los sujetadores más grandes, dos escalones en los sujetadores de tamaño medio, y uno en los sujetadores más pequeños. El intervalo de tamaño más grande puede tener cuatro escalones en los sujetadores más grandes, y tres escalones en los sujetadores más pequeños. Por supuesto, los sujetadores más pequeños en el intervalo de tamaño más grande van a ser más grandes que los sujetadores de tamaño más grande en el intervalo de tamaño más pequeño, a menos que se desee que pueda haber tornillos de la misma dimensión, algunas que tengan cavidades en común con el intervalo de tamaño más grande de los sujetadores, y algunos que tengan cavidades en común con el intervalo de tamaño más pequeño de sujetadores. Entonces, mediante este simple recurso de un escalón común entre dos intervalos de tamaño, un destornillador adaptado para intervalos de tamaño más pequeño, puede emplearse para apretar los tamaños más grandes de sujetadores, y viceversa. Esto es una característica muy útil, debido a que es frecuente el caso de que ocurra uno de los siguientes eventos: a) Un usuario pasa algún tiempo alineando objetos a ser unidos mediante un sujetador y, cuando se alinean, los mantiene en su lugar mientras que se inserta el sujetador. A continuación, él/ella alcanza la herramienta para apretar el sujetador, ¡sólo para encontrar que la punta de apriete equivocada está ajustada en la herramienta. Como resultado, con frecuencia toda la pieza tiene que desmantelarse mientras que el usuario ajusta la punta correcta a la herramienta (o encuentra la herramienta correcta), antes de empezar nuevamente. b) Uno de los beneficios del sistema de sujeción con el cual se relaciona la presente invención es que, debido a que la cavidad tiene lados paralelos, no hay excentricidad. En consecuencia, es posible ajustar un sujetador en el extremo de la herramienta sin que el sujetador caiga inmediatamente. Esto es útil debido a que con frecuencia, el acceso a la ubicación en donde el sujetador va a aplicarse, está restringido o confinado. Ser capaces de manipular un sujetador en posición con la ayuda de la herramienta de apriete, con frecuencia facilita esta tarea. Con la presente invención, ambas situaciones pueden resolverse de manera conveniente. En el primer caso, un destornillador pequeño puede iniciar la conexión del sujetador (del intervalo de tamaño más grande) , o, ciertamente, un destornillador grande puede iniciar la conexión de un sujetador del intervalo de tamaño más pequeño (siempre que el sujetador tenga la cavidad de tamaño más grande proporcionada para ese intervalo) . Claramente, no es aconsejable intentar el apriete final con el destornillador equivocado, pero ese no es el caso. Una vez que el sujetador se ha acoplado de manera suficiente, el destornillador correcto puede encontrarse y aplicarse para el apriete final del sujetador. Para el caso b) anterior, ciertamente, el emplear el destornillador para colocar los sujetadores en una pieza, facilita con frecuencia la conexión. Sin embargo, el problema no se soluciona tanto como cuando se utiliza el destornillador apropiado. Con tamaños más grandes, el destornillador con frecuencia no es más delgado que los propios dedos del usuario, por ejemplo. Sin embargo, al utilizar el destornillador apropiado para el intervalo más pequeño de sujetadores para localizar y empezar el apriete de un sujetador del intervalo más grande, es probable un acoplamiento de la pieza más rápido y fácil. En el campo de tornillos para máquina, se encuentra que un solo destornillador es capaz de apretar todos los tornillos en el intervalo de M2 a MIO. Los tornillos M2 requieren de manera típica, no más que aproximadamente 0.3 Nm de momento de torsión a ser aplicado, y se encuentra que un solo escalón de apriete, de 2.5 mm de diámetro, 1.5 mm de profundidad, es adecuado. Los tornillos MIO requieren, de manera típica, aproximadamente 70 Nm, y son necesarios tres escalones, o al menos dos escalones grandes, para transmitir este momento de torsión. El escalón más grande puede, de manera típica, tener las dimensiones mencionadas anteriormente para el escalón más pequeño; 4 mm de diámetro, 1 mm de profundidad para un escalón medio; y 6 mm de diámetro, 1.5 mm de profundidad para el escalón más grande. Sin embargo, para los pernos en el intervalo de M12 a M30, una herramienta de apriete de 6 mm de diámetro no es adecuada para transmitir los momentos de torsión esperados, a saber, aproximadamente 130 Nm para M12, y aproximadamente 2000 Nm para M30. La barra hexagonal del acero de grado, del cual están hechos los destornilladores de manera típica, se someterá a esfuerzo cortante a aproximadamente 150 Nm de momento de torsión. Sin embargo, el beneficio del sistema multiescalonado puede experimentarse todavía con una herramienta mejorada, pero en la práctica, se encuentra que es mejor no sólo incrementar el tamaño general de los escalones, sino también proporcionar cuatro de ellos. De manera preferida, los escalones deben tener diámetros de aproximadamente 6, 10, 14 y 19 mm, y cada uno tener aproximadamente 2.5 mm de profundidad. El escalón del diámetro más grande es idealmente, considerablemente más profundo. Los escalones pueden tener cualquier sección no circular (por lo cual "polígono" y "poligonal", como se utilizan aquí, están abarcados ampliamente) , y cada escalón puede ser el mismo o diferente, alineado o descentrado, ya sea giratoriamente, axialmente o ambos. El término diámetro utilizado aquí, por lo tanto, es impreciso, y es simplemente para una guía aproximada. Con referencia al perfil hexagonal, el diámetro referido es de plano a plano. En este primer aspecto de la presente invención, también se proporciona un conjunto de punzones que tienen secciones que forman es escalón para formar la cavidad de los sujetadores del sistema de sujeción, como se define en este primer aspecto, el conjunto incluye un punzón para un intervalo de tamaño más pequeño de los sujetadores, que tienen una sección que forma el escalón más grande de una sección común, y otro punzón que tiene una sección que forma el escalón más pequeño de la misma sección común. Un problema diferente, sobre el mismo tema que aquél tratado por el primer aspecto de la presente invención, es que, incluso en un intervalo de tamaño dado tal como M2 a MIO como se describió anteriormente, al menos en el tamaño MIO hay un hueco potencial entre la capacidad del destornillador y el momento de torsión requerido. La solución es incluir todavía más la cavidad en la cabeza del sujetador. Esto es posible debido a que la cabeza es, de manera inevitable, más grande en los tornillos y pernos más grandes. La inclusión adicional de la cavidad crea más área para la transmisión del momento de torsión del escalón con el diámetro más grande del destornillador, y en consecuencia, pueden transmitirse momentos de torsión más grandes . Sin embargo, surgen dos puntos. Primero, en la industria automovilística en particular, generalmente se aplica a los pernos, lacas anticorrosivas. Estas lacas pueden llenar el escalón de la cavidad más pequeña y evitar un acoplamiento apropiado y completo del destornillador en la cavidad, al menos con presiones manuales normales aplicadas a la herramienta de apriete, y especialmente con cavidades profundas. En segundo lugar, entre más profundo se aplique un punzón en la cabeza de un tornillo para formar la cavidad (en el proceso de formación en frió empleado) , es más probable que la punta del troquel (que forma el escalón de la cavidad más pequeña) , se desprenda de golpe, con el tiempo. En consecuencia, es un objeto del segundo aspecto de la presente invención, proporcionar un sistema que solucione estos problemas, o al menos mitigue sus efectos. En este aspecto, la presente invención proporciona un sistema de sujeción a un intervalo de tamaños diferentes de sujetadores, en el cual cada sujetador está provisto con una cavidad para recibir una herramienta para apretar de manera giratoria el sujetador, en donde: la herramienta tiene al menos tres escalones de la sección de apriete, en su extremo, cada escalón comprende lados colocados sustancialmente paralelos a lo largo del eje de la herramienta, y que forman un polígono en sección, los escalones se vuelven progresivamente más pequeños en sección cerca del extremo de la herramienta; y el intervalo de sujetadores a ser apretados por el destornillador incluye un primer sujetador cuya cavidad está formada para acoplarse por apriete por al menos el tercer y segundo escalones más pequeños de la herramienta, pero no por el escalón más pequeño, la cavidad que recibe el segundo escalón más pequeño de la herramienta es suficientemente profunda para acomodar el escalón más pequeño sin ningún acoplamiento de apriete entre ellos, y sin evitar el acoplamiento completo del segundo y tercer escalones en los escalones correspondientes de la cavidad en el sujetador. El intervalo incluye, de manera preferida, un segundo sujetador más pequeño cuya cavidad se forma para ser apretada por el escalón más pequeño, y el segundo y tercer escalones más pequeños de la herramienta, en donde; las cavidades del primer y segundo sujetadores son tales que la profundidad de acoplamiento del tercer escalón más pequeño de la herramienta en la cavidad del segundo sujetador, es menor que la profundidad de acoplamiento del tercer escalón más pequeño de la herramienta en la cavidad del primer sujetador. El intervalo de sujetadores puede comprender tornillos de diámetros de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 10 mm. Ciertamente, los tornillos pueden ser tornillos de máquina de tamaño M2 a tamaño MIO. En este caso, el primer tornillo puede ser un tornillo MIO y el segundo tornillo puede ser un M8. Las cavidades del primer y segundo sujetadores son de manera preferida, tales que la profundidad de acoplamiento del tercer escalón más pequeño de la herramienta en la cavidad del segundo sujetador es de aproximadamente 1 mm y la profundidad de acoplamiento del tercer escalón más pequeño de la herramienta en la cavidad del primer sujetador es de aproximadamente 3 mm. El tercer escalón más pequeño puede tener un diámetro de aproximadamente 6 mm, de manera preferida 5.9 mm. En este segundo aspecto, también se proporciona un conjunto de punzones, que tienen secciones que forman el escalón para formar la cavidad de los sujetadores del sistema de sujeción, como se definió en este segundo aspecto, el conjunto incluye un primer punzón para un tamaño más pequeño del sujetador y que tiene tres secciones que forman el escalón, y un segundo punzón para un tamaño más grande del sujetador, y que tiene dos secciones que forman el escalón, en donde: el escalón más grande del segundo punzón tiene la misma sección que el escalón más grande del primer punzón; el escalón más pequeño del segundo punzón tiene la misma sección que el escalón con tamaño medio del primer punzón; y la longitud del escalón más pequeño del segundo punzón es la misma o más grande que la profundidad combinada del escalón con tamaño medio y el escalón más pequeño del primer punzón. En consecuencia, este aspecto de la invención elimina el escalón más pequeño de la cavidad en los sujetadores más grandes, abriéndolo, de manera preferida, en una extensión del segundo escalón más pequeño de la cavidad. La profundidad se mantiene, por supuesto, para permitir la entrada completa de la herramienta. Esta medida, entonces, no afecta de manera adversa y significativa la transmisión del momento de torsión. Ciertamente, en los tornillos más grandes, la transmisión del momento de torsión por el escalón más pequeño es de minimis, cuando se compara con el escalón más grande incluido más profundamente. En su lugar, reduce el rompimiento del punzón y evita el acoplamiento incompleto de la herramienta con la cavidad del sujetador. Tampoco afecta el uso de la misma herramienta de apriete en tamaños más pequeños de tornillos que se proporcionan con el escalón pequeño de la cavidad, de manera que este aspecto del sistema no se afecta.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención se describe de aquí en adelante además, a manera de ejemplo, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 es una vista en perspectiva de un sujetador de de un intervalo de tamaño más grande de sujetadores, y que tiene cuatro escalones de apriete; La Figura 2 es una vista similar a la Figura 1 de un sujetador más pequeño del mismo intervalo, pero que tiene sólo tres escalones de apriete; La Figura 3 es una vista lateral de una herramienta de apriete para utilizarse con los sujetadores de las Figuras 1 y 2; La Figura 4 es una vista lateral de una herramienta de apriete para un intervalo de tamaño más pequeño de sujetadores que aquéllos mostrados en las Figuras 1 y 2; Las Figuras 5a y b son una vista en perspectiva y una vista lateral, parcialmente en sección, respectivamente, de un sujetador de tamaño medio del intervalo de tamaño más pequeño de sujetadores, comparado con aquéllos mostrados en las Figuras 1 y 2, y los cuales están adaptados para apretarse por la herramienta de la Figura 4; Las Figuras 6a y b son similares las Figuras 5a y b de un sujetador de tamaño más grande del intervalo de tamaño más pequeño, y es un ejemplo del segundo aspecto de la presente invención, y está adaptado para apretarse por la herramienta mostrada en la Figura 4; y La Figura 7 muestra la herramienta de la Figura 4 acoplando el sujetador de la Figura 2.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Refiriéndose a la Figura 1, un sujetador (10) tiene una cabeza en la forma de una tapa (12) y una rosca dependiente (no mostrada) . Una cavidad central (14) se forma en la tapa (12) y tiene 4 escalones de apriete (16a) a (d) . Cada escalón se muestra como un hexágono en sección, cada escalón es coaxial y alineado con el eje longitudinal central del sujetador (10). Sin embargo, el hecho de que los escalones sean hexagonales y estén alineados, tanto rotacionalmente como transversalmente, es simplemente por conveniencia. Los escalones de apriete (16a) a (d) pueden ser de cualquier sección no circular, pueden estar descentrados rotacionalmente unos con respecto a otros, y pueden estar descentrados transversalmente. Por otra parte, cada escalón debe estar dentro de los confines definidos por el escalón anterior. Es decir, el escalón (16d) está dentro de los confines definidos por el escalón (16c) , el cual a su vez, está dentro de los confines del escalón (16b), y el cual a su vez está dentro del escalón (16a) . La Figura 2 muestra un sujetador (10') similar, el cual difiere del sujetador (10) de la Figura 1 en que tiene una tapa más pequeña (12') y una rosca (13) más pequeña. Por ejemplo, el tornillo con tapa de la Figura 1 puede ser un tornillo M16, mientras que el tornillo de la Figura 2, en la misma escala, es más probable que sea M12. El tornillo (10') también tiene una cavidad (14'), excepto que aquí hay sólo tres escalones (16b, c) y (d) , en donde los escalones (16b) a (d) , corresponden exactamente con los escalones (16b) a (d) de la Figura 1. Refiriéndose a la Figura 3, se muestra una herramienta de apriete (20) , adecuada para apretar los sujetadores (10, 10') de las Figuras 1 y 2. La herramienta (20) tiene rebordes de apriete o escalones, (26a, b, c) y (d) , en donde el escalón (26d) se adapta de manera deslizante en el escalón de la cavidad (16d) de los sujetadores (10, 10') de las Figuras 1 y 2. De igual manera, el escalón (26c) se adapta de manera deslizante estrecha en el escalón (16c), y de igual manera, los escalones (26b) y (a) en los escalones de la cavidad (16b) y (a), respectivamente. Es evidente que la base (28) de la cavidad (26b) de la herramienta (20) , cuando acopla al sujetador (10') de la Figura 2, se asentará en la cara superior (18) del sujetador (10'). Sin embargo, cuando la misma herramienta (20) se emplea para apretar el sujetador (10) de la Figura 1, el reborde (26a) entrará en el escalón de la cavidad (16a), y la base (28) se unirá a tope con la parte plana (28') entre el fondo del escalón (16a) y la parte superior del escalón (16b) . En consecuencia, la transmisión del momento de torsión entre la herramienta y el sujetador (12) puede ser mucho mayor que aquélla entre la herramienta (20) y el sujetador (10') de la Figura 2. Esto es deseable, por supuesto, dada la diferencia de tamaño entre los sujetadores (10, 10'). Ciertamente, si se emplean sujetadores incluso más grandes que el sujetador (10) de la Figura 1, entonces simplemente, se incrementa la profundidad del escalón (16a). Las Figuras 5a y b muestran un sujetador (10") adicional, el cual, en este caso, es un tornillo embutido para máquina. El tamaño del tornillo puede ser de M2 a MIO aunque, con una cavidad con tres escalones (14") como se muestra, es más probable que sea M6 o mayor (aunque MIO es preferido, como se muestra en la Figura 6, descrita adicionalmente a continuación). La cavidad (14") parece similar a la cavidad (14') de la Figura 2. Sin embargo, las dimensiones son mucho menores. Ciertamente, las dimensiones de un ejemplo de la presente invención se muestran en la Tabla I a continuación, y de la cual puede observarse que el diámetro del escalón de la cavidad (16b') del sujetador (10") es la misma que el diámetro de la cavidad (16d) del sujetador (10' ) . Además, la profundidad del escalón de la cavidad (16d) del sujetador (10') de la Figura 2, es más que un milímetro más profunda que las profundidades combinadas de los escalones de la herramienta (26c' ) y (26d' ) (véase la Figura 4). Esto significa que una herramienta (20' ) como se muestra en la Figura 4, que se adapte a la cavidad (14") del sujetador (10") de la Figura 5, se adaptará en la cavidad (16d) de los sujetadores (10) y (10') de las Figuras 1 y 2.

Tabla I Además, el escalón de la herramienta (26d) de la herramienta (20) se adaptará en los escalones de la cavidad (16b') y (16b") de los sujetadores (10") y (10"') en la Figura 5a y 6a respectivamente. La Figura 4 muestra una herramienta (20' ) para apretar el intervalo más pequeño de tornillos mostrado en la Figura 5, y también la Figura 6, como se describe aquí a continuación. La herramienta tiene tres rebordes o escalones de apriete (26b' , c' ) y (d' ) , que se adaptan en las cavidades (16b', c' ) y (d' ) descritas anteriormente, del sujetador (10") de la Figura 5a. Los rebordes (26b', c' ) y (d' ) se forman en una sección de raíz (26a' ) de la barra hexagonal que es de 6 mm de diámetro y que es la sección empleada comúnmente por las puntas de los destornilladores empleados por herramientas mecánicas. En la Figura 4 y también en la Figura 3, está marcada la profundidad a la cual la herramienta (20' ) y (20) en el caso de la Figura 3, entra a la cavidad de tornillos de tamaños diferentes en los dos intervalos de tamaño M2 a MIO y M12 a M30. A partir de esto, puede observarse que la sección (26a' ) no se emplea como un reborde o escalón de apriete. Las profundidades del escalón más grande se dan en la Tabla II a continuación.

TABLA II Tamaño Momento de Momento de Escalón más Profundidad del perno torsión torsión de grande del escalón máximo ruptura más grande requerido alcanzado (mm) (Nm) (Nm) M2.5 0.7 1.5 26d' 1.5 M4 4.1 5.8 26c' 1 M6 14 21 26b' 1 M8 35 52 26b' 2 MIO 69 89 26b' 3 M12 120 26c 2.7 M14 190 26b 2.7 M16 295 26b 2.7 M18 405 26a 3 M20 580 26a 3 M22 780 26a 4 M24 1000 26a 4 M26 1250 26a 5 M28 1600 26a 5 M30 2000 26a 6 En la Tabla II, el Momento de Torsión Máximo Requerido es el momento de torsión de apriete generalmente aceptado para este tamaño de perno en acero grado 10.9 y un acoplamiento por fricción promedio con la rosca de la tuerca correspondiente. De hecho, es también un requisito general que la rosca de un tornillo se someta a esfuerzo cortante antes de la falla del destornillador al perno de la herramienta de apriete, a través de la cabeza del perno. Este momento de torsión es generalmente aproximadamente 15% mayor que el momento de torsión mínimo para la ruptura para la sección roscada del perno. Con las herramientas con las cuales se relaciona la presente invención, estos momentos de torsión se alcanzan con algún margen, como se muestra en la Tabla II. Refiriéndose ahora a las Figuras 6a y b, el sujetador (10"' ) se muestra como que tiene una cavidad (14"') que difiere de la cavidad (14") del sujetador (10") mostrado en las Figuras 5a y b en los siguientes aspectos. Debido a que el sujetador (10"') es más grande que el sujetador (10"), por ejemplo, puede ser un tornillo MIO, su cavidad (16b") más grande, que corresponde en diámetro con la cavidad (16b') del tornillo (10") de la Figura 5a, tiene una profundidad agrandada. Por lo tanto, la transmisión del momento de torsión posible por ese escalón se aumenta. Debido a esto, la contribución del escalón más pequeño se vuelve esencialmente de minimis . En su lugar, si se proporciona un escalón (16d'), tendría dos efectos adversos . El primer efecto es provocado por el método de fabricación de los tornillos con el cual se relaciona la presente invención. Este método involucra la formación en frío utilizando un punzón que tiene un perfil que corresponde con la forma deseada de la cavidad (14"'). Además, debido a que la formación en frío involucra un cierto rebote elástico del metal después de que ha fluido a la forma requerida con el impacto del punzón, el rebote tiende a sujetar el punzón y evitar su extracción de la cabeza formada. Ciertamente, es por esta razón que el punzón es ligeramente más largo que la forma final deseada, para adaptarse a este efecto de rebote. Sin embargo, la punta en el extremo del punzón (no mostrado, se observa como la herramienta (20' ) en la Figura 4 y corresponde con el escalón (26d' ) de la misma) , es algo vulnerable dada su pequeña dimensión. Puede, con el uso repetido, romperse por esfuerzo cortante. Esto es particularmente el caso cuando el punzón se aprieta profundamente en la cabeza de un tornillo para formar la cavidad más profunda requerida en los tornillos más grandes de este intervalo de tamaño. El segundo efecto es expuesto por el deseo frecuente de recubrir los tornillos, particularmente aquéllos para utilizarse en la industria automovilística, con una laca que proporcione al tornillo resistencia a la corrosión. Dado el tamaño pequeño del escalón de la cavidad (16d')# la laca en ese escalón puede inhibir el acoplamiento completo de la herramienta de apriete dentro de la cavidad. En consecuencia, en los tornillos más grandes (10"' ) (de este intervalo de tamaño más pequeño de tornillos y pernos) , el segundo escalón de la cavidad (16c") también está extendido en profundidad para abrirse a lo que sería la cavidad (16d' ) , si se proporciona. Esto elimina entonces, la punta del punzón (no mostrado) , que forma la cavidad (14"'), y por lo tanto, elimina la posibilidad de que la punta se rompa. En consecuencia, la vida del punzón se mejora. En segundo lugar, se elimina el pequeño pozo que se formaría por una cavidad (16d'), de manera que el acoplamiento completo de la herramienta de apriete (20') con la cavidad (14"') no se impide. El único efecto negativo es una pequeña pérdida del potencial de apriete del escalón de la herramienta (26d' ) . Sin embargo, como ya se indicó, esto es de minimis cuando se compara con el tamaño incrementado del escalón de la cavidad (16b"). Tal arreglo también sería preferible para tornillos más pequeños, excepto que con tamaños más pequeños que M8, el escalón con la extensión media (16c") estaría demasiado cercano al cuello (30) entre la cabeza (32) y el cuerpo (34) de las versiones más pequeñas del tornillo (10"'). Además, en tales tornillos, la cavidad (14"') no podría ser tan profunda, y por lo tanto, la pérdida de capacidad de apriete, representada por el escalón (16d' ) , se volvería más relevante. También, la capacidad para utilizar la misma herramienta (20' ) en todos los tornillos pequeños que pueden tener sólo una cavidad del escalón del tamaño del escalón (16d' ) . Sin embargo, ambos problemas de rompimiento de la punta del punzón y la inserción completa de la herramienta de apriete en la cavidad son menos problemáticos con las cavidades menos profundas de los tornillos más pequeños.

En el primer caso, el punzón tiende a extraerse antes de que la cabeza del tornillo sujete la punta en el extremo del punzón, y en cualquier caso, hay menos fuerza en el rebote, debido al volumen más pequeño de la cabeza (32) de los tornillos más pequeños. En segundo lugar, la laca tiene una ruta de escape más corta cuando una herramienta se inserta en la cavidad (14") de un tornillo más pequeño, de manera que es menos probable que detenga el acoplamiento completo para la misma fuerza de inserción de la herramienta en la cavidad. Finalmente, volviendo a la Figura 7, uno de los beneficios de arreglar el escalón de la cavidad más pequeña (16d) del intervalo más grande de tornillos (10, 10')/ para que sea del mismo tamaño que el escalón más grande (26b' ) de la herramienta (20' ) para apretar el intervalo más pequeño de tornillos (10", 10"' ) , es que una herramienta (20') puede utilizarse para manipular e iniciar el apriete del intervalo más grande de tornillos. Esto facilita el manejo de los tornillos más grandes, particularmente en espacios confinados. También, tiene la ventaja de que, si un usuario recoge por error la herramienta equivocada (20' ) (o encuentra que su destornillador tiene la punta equivocada en él, puede usarlo todavía para apretar el tornillo (10, 10' ) , al menos hasta que se pueda apretar con el dedo.

La invención también se relaciona con los punzones que forman las cavidades de la presente invención. No hay una ilustración separada de las cavidades, debido a que corresponden esencialmente con las herramientas de apriete. Hay diferencias con las herramientas de apriete, en términos del material y diferencias dimensionales menores, aunque esenciales, que se harían evidentes para aquellos con experiencia en la técnica. Por lo tanto, no se requiere una elaboración adicional aquí. En el primer aspecto, el conjunto de punzones comprende al menos uno que tiene la forma de la herramienta en la Figura 3, y otro que tiene la forma de la herramienta de la Figura 4. En el segundo aspecto, el conjunto de punzones comprende al menos uno que tiene la forma de la herramienta en la Figura 4, y otro que tiene la forma que no se muestra aquí como una herramienta. Esto es debido a que la misma herramienta de la Figura 4 se emplea para apretar la cavidad, a pesar de que la cavidad es de un perfil diferente al de la herramienta. Sin embargo, el perfil del otro punzón corresponde con la cavidad (14'") del tornillo (10"') en la Figura 6.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES : 1. Un sistema de sujeción que comprende una pluralidad de intervalos de tamaños de sujetadores roscados, cada sujetador tiene una cabeza provista con una cavidad para recibir una herramienta para apretar de manera giratoria el sujetador, y en donde: en cada intervalo de tamaños, el tamaño más grande del sujetador tiene una cavidad que comprende una pluralidad de escalones de apriete de tamaños que se reducen, superpuestos unos con otros, cada escalón tiene lados que son sustancialmente paralelos a lo largo de los ejes del sujetador y definen un polígono en sección; entre dos intervalos de tamaños adyacentes, hay un escalón común, siendo el escalón más grande de la cavidad del intervalo de tamaño más pequeño y el escalón más pequeño de la cavidad del intervalo de tamaño más grande, escalón común el cual es la misma sección en cada intervalo; y la profundidad de la base de la cavidad más grande a la base de la cavidad más pequeña en el intervalo de tamaño más pequeño es menor que la profundidad de la cavidad más pequeña en el intervalo de tamaño más grande.
2. 2. El sistema de sujeción según la reivindicación 1, en el cual hay dos intervalos de tamaño de sujetadores que comprende tornillos de diámetros de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 10 mm y de aproximadamente 10 mm a aproximadamente 30 mm.
3. 3. El sistema de sujeción según la reivindicación 2, en el cual los tornillos son tornillos para máquina de tamaño M2 a tamaño MIO en el intervalo pequeño y de tamaño M12 a M30 en el intervalo de tamaño grande .
4. 4. El sistema de sujeción según la reivindicación lr 2 ó 3, en el cual el escalón común es hexagonal en sección. 5. El sistema de sujeción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el escalón común tiene un diámetro de aproximadamente 6 mm, de manera preferida
5. 5.9 mm.
6. 6. El sistema de sujeción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el intervalo de tamaño más pequeño de los sujetadores tiene tres escalones en los sujetadores más grandes, dos escalones en los sujetadores de tamaño medio, y uno en los sujetadores más pequeños .
7. 7. El sistema de sujeción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual, en el intervalo de tamaño más pequeño de los sujetadores, los sujetadores más grandes tienen dos escalones que comprenden el escalón común de una primera profundidad y un escalón más pequeño de una segunda profundidad, y los sujetadores de tamaño medio tienen tres escalones que comprenden el escalón común de una segunda profundidad, que es menor que el primer escalón más pequeño, de una cuarta profundidad que es menor que el segundo escalón más pequeño.
8. 8. El sistema de sujeción según la reivindicación 7, en el cual los sujetadores de tamaño pequeño tienen dos escalones que comprenden el escalón más pequeño y el escalón más pequeño, y los sujetadores de tamaño más pequeño tienen un escalón que comprende el escalón más pequeño.
9. 9. Un conjunto de punzones que tienen secciones que forman el escalón para formar la cavidad de los sujetadores del sistema de sujeción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, el conjunto incluye un punzón para un intervalo de tamaño más pequeño de sujetadores que tiene la sección que forma el escalón más grande de una sección común, y otro punzón que tiene la sección que forma el escalón más pequeño de la misma sección común.
10. 10. Un sistema de sujeción para un intervalo de diferentes tamaños de sujetadores, en el cual cada sujetador está provisto con una cavidad para recibir una herramienta, para apretar de manera giratoria el sujetador, en donde : la herramienta tiene al menos tres escalones de la sección de apriete en su extremo, cada escalón comprende lados colocados sustancialmente paralelos a lo largo del eje de la herramienta y que forman un polígono en sección, los escalones se vuelven progresivamente más pequeños en sección cerca del extremo de la herramienta; y el intervalo de sujetadores a ser apretados por la herramienta incluye un primer sujetador cuya cavidad está formada para acoplarse por apriete por al menos el tercer y segundo escalones más pequeños de la herramienta, pero no por el escalón más pequeño, la cavidad que recibe el segundo escalón más pequeño de la herramienta es suficientemente profunda para acomodar el escalón más pequeño sin ningún acoplamiento por apriete entre ellos, y sin evitar el acoplamiento completo del segundo y tercer escalones en los escalones correspondientes de la cavidad en el sujetador.
11. 11. El sistema de sujeción según la reivindicación 10, en el cual el intervalo incluye un segundo sujetador más pequeño, cuya cavidad se forma para apretarse por el escalón más pequeño, y el segundo y tercer escalones más pequeños de la herramienta, en donde: las cavidades del primer y segundo sujetadores son tales que la profundidad de acoplamiento del tercer escalón más pequeño de la herramienta en la cavidad del segundo sujetador es menor que la profundidad del acoplamiento del tercer escalón más pequeño de la herramienta en la cavidad del primer sujetador.
12. 12. El sistema de sujeción según la reivindicación 10 u 11, en la cual el intervalo de sujetadores comprende tornillos de diámetros de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 10 mm.
13. 13. El sistema de sujeción según la reivindicación 12, en el cual los tornillos son tornillos para máquina de tamaño M2 a tamaño MIO.
14. 14. El sistema de sujeción según la reivindicación 13, cuando depende de la reivindicación 11, en el cual el primer tornillo es MIO y el segundo tornillo es M8.
15. 15. El sistema de sujeción según la reivindicación 14, en el cual las cavidades del primer y segundo sujetadores son tales que la profundidad del acoplamiento del tercer escalón más pequeño de la herramienta en la cavidad del segundo sujetador es aproximadamente 1 mm y la profundidad de acoplamiento del tercer escalón más pequeño de la herramienta en la cavidad del primer sujetador es aproximadamente 3 mm.
16. 16. El sistema de sujeción según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, en el cual los escalones son hexagonales en sección.
17. 17. El sistema de sujeción según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 16, en el cual el tercer escalón más pequeño tiene un diámetro de aproximadamente 6 mm, de manera preferida 5.9 mm.
18. 18. Un conjunto de punzones que tienen secciones que forman el escalón, para formar la cavidad de los sujetadores del sistema de sujeción según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 17, el conjunto incluye un primer punzón para el tamaño más pequeño de sujetadores, y que tiene tres secciones que forman el escalón, y un segundo punzón para el tamaño más grande de sujetadores, y que tiene dos secciones que forman el escalón, en donde: el escalón más grande del segundo punzón tiene la misma sección que el escalón más grande del primer punzón; el escalón más pequeño del segundo punzón tiene la misma sección que el escalón con tamaño medio del primer punzón; y la longitud del escalón más pequeño del segundo punzón es la misma o mayor que la profundidad combinada del escalón de tamaño medio y el escalón más pequeño del primer punzón.
19. 19. El sistema de sujeción sustancialmente como se describe aquí anteriormente, con referencia a las Figuras 1 a 5 y 7 de los dibujos acompañantes.
20. 20. El sistema de sujeción sustancialmente como se describe aqui anteriormente con referencia a la Figura 6 de los dibujos acompañantes.