ES2200293T3 - Clavo, elemento de fijacion de clavo y arandela, arandela para el elemento de fijacion y procedimiento de fabricacion de clavos. - Google Patents
Clavo, elemento de fijacion de clavo y arandela, arandela para el elemento de fijacion y procedimiento de fabricacion de clavos.Info
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Abstract
LA CLAVIJA PARA SU INTRODUCCION EN UN SUBSTRATO DE ACERO, HORMIGON O MAMPOSTERIA TIENE UNA CABEZA (110), UN FUSTE AHUSADO (120), UNA PUNTA (130) Y UNA ZONA DE TRANSICION (140) ENTRE EL FUSTE AHUSADO Y LA CABEZA. LA PUNTA (130) SE UNE DE FORMA UNITARIA AL EXTREMO MAS PEQUEÑO (124) DEL FUSTE AHUSADO (120). LA ZONA DE TRANSICION (140) TIENE UNA PORCION AHUSADA CON UN EXTREMO MENOR (144) UNIDO DE FORMA UNITARIA AL EXTREMO MAYOR (126) DEL FUSTE AHUSADO Y UN EXTREMO MAYOR (147) UNIDO DE FORMA UNITARIA A LA CABEZA (110).
Description
Clavo, elemento de fijación de clavo y arandela,
arandela para el elemento de fijación y procedimiento de
fabricación de clavos.
La presente invención se refiere a un clavo para
la penetración axial, no rotacional dentro de un sustrato de
acero, hormigón o de albañilería y a un elemento de fijación que
comprende un clavo como el mencionado y una arandela. La invención
también se refiere a un procedimiento para fabricar dicho
clavo.
El documento de patente
EP-A-540 463 describe un clavo en
el que el diámetro de la cabeza es menor que el diámetro de la
arandela. Se suministra un manguito para transferir las fuerzas a
la periferia de la arandela. La estructura de la arandela y la
función de las piezas difieren de dicha forma de la invención.
El documento de patente
EP-A-645 546 describe una arandela
para un clavo impulsado por una herramienta, cuyo agujero central
comprende 33 elementos guía convexos. En la forma mejorada por la
invención, la superficie que enganchan el clavo conforma
esencialmente con una sección cilíndrica.
El artículo de Roger Orlomoski menciona: "Un
procedimiento de alta producción bien conocido, en el laminado de
roscas, ha sido expandido para producir piezas complejas con
tolerancias próximas" Machine Design, volumen 58, número 26, 6
de noviembre 1986, páginas 125-127, XP 002098164
Cleveland, Ohio, o el documento de patente
US-A-5 658 109 que se refiere a un
procedimiento convencional para la fabricación de un clavo de acero
que comprende la etapa de deformar un segmento de alambre de acero
para de dicha forma conformar un vástago y una cabeza y
posteriormente formar la punta.
Como se ejemplifica en la patente U.S. número
4.824.003, se conoce suministrar un clavo que tiene una cabeza, un
vástago o fuste, y una punta con una arandela que tiene un diámetro
exterior igual aproximadamente al diámetro exterior de la cabeza,
para guiar el clavo en el cañón, cuerpo cilíndrico o boca de una
herramienta para clavar o de colocación. La arandela es
transportada en el vástago, en relación separada axialmente de la
cabeza, y es desplazable hacia la cabeza cuando el vástago con la
arandela es accionado de forma forzada dentro de un sustrato, bien
directamente o a través de una pieza de trabajo, de forma que la
arandela se apoya contra el sustrato o la pieza de trabajo. Como se
ejemplifica en la presente memoria, la arandela también realiza una
función de absorción de energía.
Como se ejemplifica en un clavo fabricado y
comercializado por Societe de Prospection et d'Inventions
Techniques SPIT, de Francia, bajo la designación de producto SBR
14, se conoce que el clavo disponga de una cabeza, una punta en
forma de ojiva, un vástago moleteado, que no está ahusado y una
zona de transición que tiene una parte ahusada entre el vástago
moleteado y la cabeza. El clavo tipo SBR 14 está fabricado de acero
al carbono, con un contenido en carbono en el intervalo de 0,58% al
0,62%.
También se conoce un clavo de acero que puede
fabricarse de una longitud predeterminada de alambre de acero al
carbono, que tiene un contenido en carbono no menor del 0,35% y que
puede ser endurecido superficialmente o a través de un endurecedor,
acero endurecido AISI C 1038 que tiene un contenido en carbono en
un intervalo del 0,35% al 0,41%, que podrá de dicha forma ser
utilizado. Además, la longitud predeterminada de alambre de acero
al carbono se conforma en una etapa inicial para formar una pieza
intermedia, que tiene una cabeza para volverse la cabeza del clavo
de acero, un vástago para volverse en vástago del clavo de acero y
una parte distal sobre la cual está formada la punta en una etapa
adicional. Como se conoce hasta la fecha, la punta está formada por
recalcado rotativo o por el denominado "forjado en punta de
espolón", que se refiere a su forjado entre dos troqueles de
forjar.
La presente invención suministra mejoras en un
clavo para la penetración axial, no rotacional, dentro de un
sustrato de acero, hormigón o albañilería, en una arandela útil
para el clavo, en un elemento de fijación que comprende el clavo y
la arandela y en un procedimiento de fabricación del clavo. El
elemento de fijación está diseñado para ser accionado de forma
forzada, de forma que el clavo es clavado dentro de un sustrato de
acero, hormigón o albañilería bien directamente o a través de una
pieza de trabajo.
En sentido amplio, el clavo está fabricado a
partir de una longitud predeterminada de alambre con un diámetro
inicial y comprende una cabeza, un vástago ahusado, una punta y una
zona de transición.
La cabeza del clavo tiene un diámetro exterior al
menos 2,6 veces aproximadamente mayor que el diámetro inicial de la
longitud predeterminada del alambre. De dicha forma, el clavo
difiere materialmente del clavo anterior comercializado como
Designación de Producto SBR 14, en el cual la cabeza tenía un
diámetro exterior de aproximadamente 2,3 veces el diámetro inicial
de la longitud predeterminada del alambre usado para fabricar el
clavo anterior vendido con la designación mencionada. Hasta la
fecha, se ha pensado que el diámetro máximo de la cabeza de un
clavo era aproximadamente 2,3 veces el diámetro inicial, dado que
los clavos serían inconsistentes debidos a sus cabezas no redondas
o a las grietas originadas por su sobre endurecido en el
trabajo.
El vástago ahusado del clavo define un ángulo
cónico comparativamente menor y tiene un extremo menor y un extremo
mayor. Su extremo menor tiene un diámetro menor que el diámetro
inicial de la longitud predeterminada del alambre, preferentemente
de 0,6 veces aproximadamente el diámetro inicial del mismo.
Preferentemente, el extremo más largo del vástago ahusado tiene un
diámetro de aproximadamente 0,7 veces el diámetro inicial de la
longitud predeterminada de alambre. El clavo de vástago ahusado es
especialmente útil para fijarse a una vigueta de celosía porque
desarrolla una fuerza de sujeción suficiente al dimensionar el
tamaño de forma continua del agujero que forma en la vigueta de
celosía.
Al estar unidos unitariamente al extremo menor
del vástago ahusado, la punta conforma sustancialmente la de una
ojiva, preferentemente a una ojiva tangente, que es tangente al
vástago ahusado. Aunque la punta con forma sustancialmente una
ojiva, la punta podrá tener una punta redondeada.
La zona de transición tiene una parte ahusada que
define un ángulo cónico comparativamente grande entre el vástago
ahusado y la cabeza. La parte ahusada de la zona de transición
tiene un extremo de menor tamaño unido de forma unitaria al
extremo mayor del vástago ahusado. La parte ahusada del mismo tiene
un extremo mayor unido unitariamente a la cabeza.
Preferentemente, el extremo mayor de la parte
ahusada de la zona de transición tiene un diámetro de
aproximadamente 1,1 veces el diámetro inicial de la longitud
predeterminada del alambre. Preferentemente, el vástago ahusado
define un ángulo cónico (ahusamiento total) en un intervalo de
aproximadamente 2º a aproximadamente 4º, y la longitud axial de la
zona de transición es menor de aproximadamente la mitad de la
longitud axial del vástago ahusado.
Como una mejora por la presente invención, la
arandela es anular y tiene una periferia anular y una abertura
central, que tiene un margen con una configuración novedosa. El
margen de la abertura central define plurales proyecciones con las
superficies de enganche con el clavo separadas angularmente entre
sí. Cada superficie de enganche con el clavo conforma esencialmente
a una sección cilíndrica. Colectivamente, las superficies de
enganche con el clavo engloban una parte menor de un cilindro
completo y no menor de aproximadamente un tercio de un cilindro
completo.
Preferentemente, el margen de la abertura central
de la arandela define exactamente cuatro de las superficies de
enganche con el clavo, que están separadas regularmente entre sí.
Preferentemente, además, cada superficie de enganche con el clavo
está configurada para englobar aproximadamente un doceavo de un
cilindro completo.
La arandela podrá combinarse ventajosamente con
un clavo, de forma que el clavo mejorado por la presente invención
suministre un elemento de fijación mejorado. En el elemento de
fijación mejorado, la periferia anular de la arandela tiene un
diámetro exterior igual aproximadamente al diámetro exterior de la
cabeza y en el que la abertura central de la arandela permite a la
misma quedar encajada de forma apretada sobre el vástago ahusado,
cerca del extremo menor del vástago ahusado cuando se ensambla el
ensamblaje de clavo y arandela. De dicha forma, cuando el elemento
de fijación es conducido de forma forzada de manera que el clavo
penetra dentro de un sustrato de acero, hormigón o de albañilería,
la arandela y la cabeza están dispuestas para guiar el elemento de
fijación a través del cañón, cuerpo cilíndrico o boca de la
herramienta para clavar o de fijación y la arandela está dispuesta
para moverse de forma forzada a lo largo del vástago ahusado, en
dirección al extremo mayor del vástago ahusado, a medida que el
clavo penetra en el sustrato.
En la forma mejorada por la presente invención,
el procedimiento de fabricar un clavo para la penetración axial no
rotacional en un sustrato de acero, hormigón o de albañilería, como
por ejemplo el clavo mejorado por la presente invención, contempla
fabricar el clavo de una longitud predeterminada de alambre de
acero al carbón con un diámetro inicial y con un contenido en
carbón en un intervalo de aproximadamente el contenido en carbón
del acero AISI C 1038 y aproximadamente el contenido en carbono del
acero AISI C 1065, preferentemente a partir de una longitud
predeterminada de alambre de acero AISI C 1062, para conformar
sucesivamente, laminar y tratar térmicamente etapas.
En la etapa de formación, que podrá ser también
llamada una etapa de comienzo, la longitud predeterminada de
alambre de acero al carbono se forma para formar una pieza
intermedia, que es alargada y que tiene una cabeza en un extremo y
un vástago entre sus extremos. Si el vástago es ahusado, se ahusa
genéricamente en la etapa de formación. En la etapa de laminación,
la pieza intermedia es laminada para formar una punta que conforma
sustancialmente con una ojiva tangente, que es tangente al vástago,
por medio de lo cual se forma un clavo. Si el vástago está
moleteado, se realiza el moleteado en la etapa de laminado. En la
etapa de tratamiento térmico, el clavo es endurecido,
preferentemente mediante austemperado para suministrarle al clavo
la dureza superficial no mayor que la Rockwell C 52,
preferentemente no mayor que la Rockwell C 48. La dureza del núcleo
está preferentemente entre Rockwell C 48 y Rockwell C 58.
Opcionalmente el clavo es descarburizado de una forma convencional,
tras la etapa de laminado, antes de la etapa de tratamiento
térmico.
Los objetos, características y ventajas
mencionados anteriormente, así como otros adicionales, de la
presente invención se volverán patentes tras la lectura de la
descripción dada a continuación de una forma preferente de llevar a
cabo la presente invención, con referencia a los dibujos adjuntos,
en los que.
La Figura 1 es una vista en perspectiva
fragmentaria de un elemento de fijación que comprende un clavo y
una arandela y que constituye una forma de realización preferente
de la presente invención, en la forma usada para fijar un miembro
de plataforma de acero a una vigueta de celosía;
la Figura 2 es una vista en alzado, a escala
aumentada, del clavo y una vista en sección de la arandela, una vez
que el clavo y la arandela han sido combinados para suministrar el
elemento de fijación y antes de que el elemento de fijación haya
sido accionado;
la Figura 3 es una vista en alzado, a escala
similar, de una pieza intermedia una vez que una longitud
predeterminada de alambre ha sido conformada para formar la pieza
intermedia y con anterioridad a que la pieza intermedia haya sido
laminada para formar el clavo;
la Figura 4 es una vista en planta, a escala
similar, de la arandela vista desde la parte de arriba;
la Figura 5 es una vista en sección, a escala
similar, de la arandela, tomada a lo largo de la línea
5-5 de la Figura 4, en una dirección indicada por
la flecha;
la Figura 6 es un detalle de un fragmento, a
mayor escala, tomado de la Figura 4;
las Figuras 7, 8 y 9 son vistas esquemáticas de
las etapas inicial, intermedia y final de un procedimiento de
laminación, visto desde abajo, en el cual la pieza intermedia es
laminada entre dos troqueles laminadores para formar el clavo,
y
las Figuras 10, 11 y 12 son vistas esquemáticas
de las mismas etapas del procedimiento de laminación, visto desde
un extremo de las matrices de laminación.
En la forma mostrada en la Figura 1, un elemento
de fijación 10 mejorado comprende un clavo de acero 100 en una
forma mejorada que será descrita en lo que sigue y una arandela de
acero 200 en una forma mejorada que se describirá en lo que sigue y
que constituye una forma de realización preferente de la presente
invención que es útil para sujetar un miembro 12 de tablero de
acero que está fabricado de una chapa delgada de acero a menudo, a
una vigueta de celosía acero 14. En dicha Figura, el miembro de
tablero 12 se presenta como una pieza de trabajo y la vigueta de
celosía 14 se presenta como un sustrato. El elemento de fijación 10
se muestra en la Figura 2 ensamblado a partir del clavo 100 y la
arandela 200, antes que el elemento de fijación 10 sea clavado.
En la aplicación preferente de la presente
invención, el elemento de fijación 10 podrá ser conducido de forma
forzada por una herramienta para clavar elementos de fijación, como
por ejemplo una herramienta accionada por potencia, como la
herramienta para clavar elementos de fijación, equipada con una
punta, accionada por potencia desvelada en las patentes U.S.
números 5.193.729, 5.199.506 y 5.199.625. Si se utiliza dicha
herramienta, el elemento de fijación 10 está dimensionado para ser
guiado axialmente en su boca de una forma que se describirá en lo
que sigue.
En una aplicación alternativa de la presente
invención, el elemento de fijación 10 podrá ser conducido de forma
forzada por una herramienta para clavar un elemento de fijación
accionada por potencia como se ejemplifica con la herramienta para
clavar un elemento de fijación accionada por potencia desvelada en
la patente U.S. número 4.824.003. Si se utiliza dicha herramienta,
el elemento de fijación 10 está dimensionado para permitir que el
elemento de fijación 10 se pueda cargar por el cañón, en la forma
desvelada en la presente memoria.
En sentido amplio, el clavo de acero 100
comprende una cabeza 110, un vástago o fuste 120, una punta 130 y
una zona de transición 140 entre el vástago 120 y la cabeza 110. La
arandela 200 está soportada en el vástago 120, en una relación
axialmente separada con la cabeza 110, y se puede mover hacia la
cabeza 110 cuando el elemento de fijación 10 es conducido de forma
forzada a través del miembro de tablero 12 dentro de la vigueta de
celosía 14, de forma que la arandela 200 se apoya contra el miembro
de
\hbox{tablero 12.}
El vástago ahusado 120 del clavo de acero 100
define un ángulo cónico (ahusamiento total), preferentemente en un
intervalo de aproximadamente 2º a aproximadamente 4º, y tiene una
superficie moleteada 122, un extremo menor 124 y extremo mayor 126.
El extremo menor 124 tiene un diámetro menor que el diámetro
inicial de la longitud predeterminada del alambre de acero al
carbón, siendo preferentemente aproximadamente 0,6 veces el
diámetro inicial del mismo. El extremo mayor 126 tiene un diámetro
de aproximadamente 0,7 veces el diámetro inicial de la longitud
predeterminada del alambre de acero al
carbón.
carbón.
Estando unida de forma unitaria al extremo menor
124 del vástago ahusado 120, la punta 130 tiene una punta 132 y
conforma, excepto por la punta 132 que es redondeada,
sustancialmente a una ojiva tangente, que es tangente al vástago
ahusado 120.
La zona de transición 140, que se encuentra entre
el vástago ahusado 120 y la cabeza 110, tiene una parte ahusada
142 que define un ángulo cónico comparativamente mayor,
preferentemente un ángulo cónico (ahusamiento total) de
aproximadamente 40º. La parte ahusada 142 tiene un extremo menor
144 unido unitariamente al extremo mayor 126 del vástago ahusado
120. La parte ahusada 142 tiene un extremo mayor 146 unido
unitariamente a la cabeza 110, por medio de un filete
circunferencial 148 que se configura como una parte integral de la
zona de
transición 140.
transición 140.
El extremo mayor 146 de la parte ahusada de la
zona de transición tiene un diámetro mayor que el diámetro inicial
de la longitud predeterminada del alambre de acero al carbono,
preferentemente de 1,1 veces aproximadamente el diámetro inicial
del mismo. La longitud predeterminada axial de la zona de
transición 140, que incluye el filete circunferencial 148 es menor
que aproximadamente la mitad de la longitud axial del vástago
ahusado 120. Se considera conveniente a continuación describir el
material usado para fabricar el clavo de acero 100.
El clavo de acero 100 está fabricado de una
longitud predeterminada de alambre de acero al carbono, que tiene
un contenido en carbono en un intervalo de aproximadamente el
contenido en carbono del acero AISI C 1038, que tiene un contenido
en carbono del 0,35% al 0,38%, de aproximadamente del contenido en
carbono del acero AISI C 1065, que tiene un contenido en carbono
del 0,60% al 0,70%. Un acero al carbono con alto contenido al
manganeso con un contenido en carbono en un intervalo similar, como
por ejemplo un acero al carbono con alto contenido en manganeso
AISI C 1062 podrá usarse alternativamente. En un modo preferente de
llevar a cabo la presente invención, se usa una longitud
predeterminada de alambre de acero AISI C 1062, que tiene un
diámetro inicial de aproximadamente 5,28 mm.
En una forma de realización en variante, podrá
usarse, por ejemplo, un clavo para sujetarse a un acero delgado una
dureza de núcleo inferior para el clavo, de forma que el alambre
con bajo contenido en carbono podrá utilizarse para crear el clavo.
Además, en la presente aplicación se podrá preferir un moleteado
más agresivo, posiblemente un moleteado con una ligera hélice.
En un modo preferente de llevar a cabo la
invención, el clavo de acero 100 tiene unas proporciones novedosas,
que podrán ser referenciadas convenientemente respecto al diámetro
inicial de la longitud predeterminada del alambre de acero al
carbono utilizado para fabricar el clavo 100. La cabeza 110 tiene
un diámetro exterior de al menos 2,6 veces aproximadamente mayor
que el diámetro inicial de la longitud predeterminada de alambre de
acero al carbono. El vástago ahusado 120 tiene un extremo mayor
126, que tiene un diámetro de aproximadamente 0,7 veces el diámetro
inicial de la longitud predeterminada de alambre de acero al
carbono, y el extremo mayor de la parte ahusada de la zona de
transición tiene un diámetro de aproximadamente 1,1 veces el
diámetro inicial de la longitud predeterminada de alambre de acero
al
carbono.
carbono.
En una etapa inicial que es una etapa de
formación que podrá ser también llamada una etapa formación de
cabezas que se realiza mediante un equipo de formación de cabezas
convencional para la formación de cabezas en clavos o tornillos,
formándose la longitud predeterminada de alambre de acero al
carbono para formar una pieza intermedia 150, que es alargada y
tiene un extremo con cabeza 152 y un extremo opuesto 154. Equipo de
formación de cabezas apropiados está disponible comercialmente en
National Machinery of Tiffin, Ohio, modelo 56.
En la forma mostrada en la Figura 3, la pieza
intermedia 150 tiene la cabeza 110 que está formada sobre el
extremo con cabeza 152, el vástago 120 que está ahusado pero
todavía no moleteado, la zona de transición 140 que está dispuesta
entre la cabeza 110 y el vástago 120, y el extremo opuesto 154. En
una etapa adicional que se describirá a continuación, la punta 130
está formada en el extremo opuesto 154 y el vástago ahusado 120
podrá estar moleteado. Se considera preferente que el vástago
ahusado 120 esté
\hbox{moleteado.}
En la etapa adicional, que es la etapa de
laminación realizada por equipo de
laminación-conformación para laminar roscas en
tornillos, la pieza intermedia 150 es laminada entre dos troqueles
de laminación D_{1}, D_{2} que emplean la cabeza 110 como punto
de referencia y que se configuran de forma apropiada. Equipo de
laminación-conformación apropiado está disponible
comercialmente E. W. Menn GmbH Maschinenfabrik of Hilgenbach,
Alemania, modelo GW 120-H.
A medida que las matrices de laminación
experimentan un movimiento relativo entre la etapa inicial mostrada
esquemáticamente en las Figuras 7 y 10, a través de una etapa
intermedia mostrada esquemáticamente en las Figuras 8 y 11, hasta
una etapa final mostrada esquemáticamente en las Figuras 9 y 12, la
pieza intermedia 150 es laminada para formar la punta 130 y para
moletear el vástago ahusado 120, en caso de que se vaya a moletear
el vástago ahusado 120, por medio de lo cual se forma el clavo 100.
Como se forma en la etapa de laminación, la punta 130 tiene una
punta extrema 132 y con forma excepto en la punta extrema 132, que
está redondeada, sustancialmente a una ojiva tangente, que es
tangente al vástago 120 moleteado ahusado. Un fragmento 156 del
extremo en punta 154 es eliminado en el extremo del desplazamiento
de la matriz. Se ha encontrado que se prefieren troqueles
relativamente grandes, de forma que el movimiento del material en
el clavo sea lento y la punta del clavo no es sobrecalentada y así
superendurecida por trabajo, con lo que resulta una superficie
lisa, uniforme, sin láminas o costuras.
En la etapa final, que es una etapa de
austemperado realizada por un equipo de tratamiento térmico
convencional, el clavo 100 es austemperado para que tenga una
dureza superficial no superior que aproximadamente la Rockwell C
48, o no superior que aproximadamente la Rockwell C 52 si el
vástago ahusado 120 no va a ser moleteado, y una dureza del núcleo
en el intervalo de aproximadamente entre Rockwell C 48 y
aproximadamente Rockwell C 58. Equipo de termotratamiento apropiado
está disponible comercialmente en numerosas fuentes. Opcionalmente,
el clavo 100 es descarburizado de una forma convencional, tras la
etapa de laminación, antes de la etapa de
\hbox{austemperado.}
La arandela de acero 200 se estampa a partir de
una chapa de acero al carbono como el acero AISI C 1038 que se
considera preferente. Siendo anular, la arandela 200 tiene una
periferia anular 202 y una abertura central 210, que tiene un
margen 212 con una configuración novedosa. La arandela 200 es
sólida entre la periferia anular 202 y el margen 212 de la abertura
central 210. El margen 212 de la abertura central 210 define cuatro
proyecciones 214 de enganche con el clavo, que tiene unas
superficies 216 cóncavas de enganche con el clavo que son similares
entre sí, y que están separadas angular y regularmente entre sí
mediante cuatro rebajos 218 similares. Antes que la arandela 200
encaje en el clavo 100, cada superficie 216 de enganche con el
clavo conforma esencialmente una sección de un cilindro imaginario
de un diámetro dado. Cada rebajo 218 conforma esencialmente una
sección de un cilindro imaginario de un diámetro mayor.
Colectivamente, en la forma contemplada en la
presente invención, las superficies 216 de enganche con el clavo
engloban una parte menor de un cilindro completo. En la forma
mostrada, en el modo preferente de llevar a cabo la presente
invención, cada superficie 216 de enganche con el clavo engloba
aproximadamente 30º que es una doceava parte de un cilindro
completo. Colectivamente, en el modo preferente de llevar a cabo la
presente invención, las superficies 216 de enganche con el clavo
engloban aproximadamente una tercera parte de un cilindro
completo.
En el elemento de fijación 10 mejorado, la
periferia anular 202 de la arandela 200 tiene un diámetro exterior
igual aproximadamente al diámetro exterior de la cabeza 110 del
clavo 100. Además, la abertura central 210 de la arandela 200
posibilita que la arandela 200 encaje con precisión sobre el
vástago ahusado 120 del clavo 100, próximo al extremo menor 124 del
vástago ahusado 120 cuando el elemento de fijación 10 es
ensamblado. De dicha forma, existe un área de contacto suficiente,
que cuando el elemento de fijación 10 es conducido por la
herramienta para clavar por potencia o una herramienta equivalente
y es acelerado, la arandela 200 no se mueve significativamente a lo
largo del vástago ahusado 120 sino que permanece próximo a la punta
130. Al quedarse separadas axialmente, la arandela 200 y la cabeza
100 del clavo, guía el elemento de fijación 10 sin permitir que el
elemento de fijación 10 bascule en la boca de una herramienta para
clavar elementos de fijación equipada con boca, en la forma
explicada anteriormente.
Además, cuando el elemento de fijación 10 es
clavado, la arandela 200 está configurada para ser movida por la
fuerza a lo largo del vástago ahusado 120, hacia el extremo mayor
126 del vástago ahusado 120, cuando la arandela 200 engancha una
pieza de trabajo o un sustrato. A causa de que las superficies 214
de enganche con el clavo de la arandela 200 engloban
aproximadamente un tercio de un cilindro completo, limita que las
superficies 214 de enganche del clavo produzca daños potenciales a
la superficie moleteada 122 del vástago ahusado 120 del clavo 100
cuando la arandela 200 es movida a lo largo del vástago ahusado 120
hacia el extremo mayor 126 del vástago
ahusado 120.
ahusado 120.
Se podrán realizar diversas modificaciones para
llevar a cabo la presente invención en la forma definida por las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (21)
1. Un clavo para la penetración axial, no
rotacional, dentro de un sustrato de acero, hormigón o albañilería,
que comprende:
un vástago (120) ahusado que define un ángulo
cónico predeterminado y que tiene un extremo (124) menor y un
extremo (126) mayor;
una cabeza (110) unida a dicho extremo mayor de
dicho vástago ahusado y que tiene una dimensión del diámetro
externo;
una punta (130) unida unitariamente a dicho
extremo menor de dicho vástago ahusado y que conforma
sustancialmente a una ojiva; y
una zona de transición (140) que tiene una parte
ahusada que define un ángulo cónico predeterminado e interpuesto
entre dicho vástago ahusado y dicha cabeza, de forma que dicha zona
de transición tiene un extremo pequeño (144) unido unitariamente a
dicho extremo mayor de dicho vástago ahusado y un extremo (146)
mayor unido unitariamente a dicha cabeza, caracterizado por
el hecho de que dicha dimensión del diámetro externo de dicha
cabeza es aproximadamente 2,36 veces mayor que dicho extremo mayor
(146) de dicha parte ahusada de dicha zona de transición (140).
2. El clavo de la reivindicación 1, en el que la
punta (130) conforma sustancialmente a una ojiva tangente, que es
tangente a dicho vástago ahusado (120).
3. El clavo de la reivindicación 1, en el que el
vástago ahusado (120) define un ángulo cónico en un intervalo de
aproximadamente 2º a aproximadamente 4º y en el que la zona de
transición (140) tiene una longitud axial que es menor que
aproximadamente la mitad de la longitud axial del vástago ahusado
(120).
4. El clavo de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que el vástago ahusado (120) está
moleteado (122).
5. El clavo de la reivindicación 4, en el que la
punta (130) tiene una punta extrema redondeada (132).
6. El clavo de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que el clavo (100) está formado a
partir de alambre de acero al carbono con un contenido en carbono
en el intervalo de entre aproximadamente el contenido en carbono
del acero AISI C 1038 y aproximadamente el contenido en carbono del
acero AISI C 1065, teniendo el clavo una dureza superficial no
mayor de aproximadamente Rockwell C 52 y la dureza del núcleo en un
intervalo de aproximadamente Rockwell C 48 a aproximadamente
Rockwell C 58.
7. El clavo de la reivindicación 6, formado de
una longitud predeterminada de alambre de acero AISI C 1062 con una
dureza superficial no mayor que aproximadamente Rockwell C 48.
8. El clavo de la reivindicación 6 o 7, formado
de una longitud de alambre de acero al carbono con alto contenido
en manganeso.
9. Un elemento de fijación para la penetración
axial, no rotacional, dentro de un sustrato de acero, hormigón o
albañilería, que comprende:
un clavo que tiene una cabeza (110) con un
diámetro exterior; un vástago (120) ahusado que define un ángulo
cónico predeterminado y que tiene un extremo menor y un extremo
mayor; una punta (130) unida unitariamente a dicho extremo menor de
dicho vástago ahusado y que conforma sustancialmente a una ojiva; y
una zona de transición (140) que tiene un extremo menor unido
unitariamente a dicho extremo mayor de dicho vástago ahusado y un
extremo mayor unido unitariamente a dicha cabeza;
caracterizado por el hecho de que comprende;
un medio de arandela (200) montado sobre dicho
vástago ahusado de dicho clavo en una posición axial separada de
dicha cabeza de dicho clavo y que tiene un diámetro exterior
predeterminado que es sustancialmente el mismo que dicho diámetro
exterior predeterminado de dicha cabeza, para cooperar con dicha
cabeza de dicho clavo y guiar axialmente dicho clavo a medida que
dicho clavo es introducido axialmente por medio de la herramienta
para clavar el elemento de fijación y en el que dicho medio de
arandela permanece intacto para enganchar la pieza de trabajo una
vez que dicho clavo es clavado dentro de un sustrato de acero,
hormigón o albañilería por la herramienta para clavar elementos de
fijación para fijar la pieza de trabajo al sustrato de acero,
hormigón o albañilería y mantener la pieza de trabajo asegurada al
sustrato de acero, hormigón o albañilería,
comprendiendo dicho medio de arandela una
periferia anular (202) y una abertura central (210), teniendo dicha
abertura central un margen definido por una pluralidad de
superficies (214) cóncavas de enganche con el clavo separadas
angularmente entre sí, en el que cada superficie de enganche con el
clavo conforma esencialmente a una sección cilíndrica (216) y en el
que, además, dichas superficies de enganche con el clavo engloban
colectivamente menos de la mitad de un cilindro completo, pero no
menor que aproximadamente un tercio de un cilindro completo, para
limitar el daño potencial a dicho vástago ahusado de dicho clavo
cuando dicho medio de arandela se mueve axialmente a lo largo de
dicho vástago ahusado de dicho clavo a medida que dicho clavo es
clavado dentro de un sustrato de acero, hormigón o albañilería por
una herramienta para clavar elementos de fijación.
10. Un procedimiento para fabricar un clavo de
acero según la reivindicación 1, una longitud predeterminada de
alambre de acero al carbono con un diámetro inicial y con un
contenido en carbono en el intervalo de aproximadamente el
contenido en carbono del acero AISI C 1038 y aproximadamente el
contenido en carbono del acero AISI C 1065, que comprende las
etapas de:
(a) formar una longitud predeterminada de alambre
de acero al carbono para formar una parte intermedia (150), que es
alargada y que tiene dos extremos (152, 154), una cabeza (110) en
un extremo (152) de una pieza intermedia, y un vástago (120) entre
los extremos de la pieza intermedia,
(b) laminar la pieza intermedia (150) para formar
una punta (130) que conforme sustancialmente una ojiva, por medio
de lo cual se forma un clavo (100), y
(c) termotratar el clavo para endurecer el
mismo,
caracterizado por el hecho de que la
longitud predeterminada de alambre de acero al carbono está formada
en la etapa de formación, de forma que la cabeza (110) tiene un
diámetro exterior de al menos aproximadamente 2,6 veces mayor que
el diámetro inicial de la longitud predeterminada del alambre de
acero al carbono y porque el vástago (120) está ahusado entre un
extremo mayor (126) que está cercano a la cabeza (110) y un extremo
menor (124) en el cual está formada la punta (130).
11. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que la pieza intermedia (150) es laminada para formar la punta
(130) que conforme sustancialmente a una ojiva tangente, que es
tangente al vástago (120).
12. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que la etapa de termotratamiento comprende austemperar el clavo
para darle al clavo una dureza superficial no mayor de
aproximadamente Rockwell
C 48.
C 48.
13. El procedimiento de la reivindicación 10, 11
o 12, en el que la etapa de termotratamiento comprende austemperar
el clavo para darle al clavo una dureza del núcleo en un intervalo
entre aproximadamente Rockwell C 48 y aproximadamente Rockwell C
58.
14. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que la longitud predeterminada de alambre de acero al carbono
está formada en la etapa de formación, de forma que el extremo
menor (124) del vástago ahusado (120) tenga un diámetro de
aproximadamente 0,6 veces el diámetro inicial del alambre de acero
al carbono.
15. El procedimiento de la reivindicación 14, en
el que la longitud predeterminada de alambre de acero al carbono
está formada en la etapa de formación, de forma que la pieza
intermedia tenga una zona de transición (140) con una parte ahusada
con un extremo menor (144), que está unida unitariamente con el
extremo mayor (126) del vástago ahusado (120), y con un extremo
mayor (146) que está unido unitariamente a la cabeza (110).
16. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que la longitud predeterminada de alambre de acero al carbono
está formada en la etapa de formación, de forma que el extremo
mayor (146) de la parte ahusada de la zona de transición (140)
tenga un diámetro mayor que el diámetro inicial de la longitud
predeterminada del alambre de acero al carbono.
17. El procedimiento de la reivindicación 16, en
el que la longitud predeterminada de alambre de acero al carbono
está formada en la etapa de formación, de forma que el extremo
mayor (126) del vástago ahusado (120) tiene un diámetro de
aproximadamente 0,7 veces el diámetro inicial de la longitud
predeterminada del alambre de acero al carbono y en el que el
extremo mayor (146) de la parte ahusada de la zona de transición
(140) tiene un diámetro de aproximadamente 1,1 veces el diámetro
inicial de la longitud predeterminada del alambre de acero al
carbono.
18. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 17, en el que la longitud predeterminada de
alambre de acero al carbono es laminada en la etapa de laminado, de
forma que el vástago (120) es moleteado (122) entre los extremos
mayor y menor del vástago.
19. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 18, en el que el clavo está formado a partir
de una longitud predeterminada de alambre de acero AISI C 1062.
20. El procedimiento de la reivindicación 19, en
el que la longitud predeterminada de alambre de acero AISI C 1062
es laminada en la etapa de laminado, de forma que el vástago (120)
es moleteado (122) entre los extremos mayor y menor del
vástago.
21. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 20, en el que el clavo está formado a partir
de una longitud predeterminada de alambre de acero al carbono con
alto contenido en manganeso.
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