ES2275104T3 - Dispositivo de fijacion y procedimiento de fijacion a un sustrato. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de fijación (10) destinado a fijarse en un sustrato compuesto de madera o material de mampostería friable, tales como hormigón celular curado en autoclave, yeso curado, o capa de enlucido, placa de yeso o ladrillo rojo blando u otro tipo de ladrillo blando, comprendiendo el dispositivo de fijación (10) una espiga (1) que presenta un primer extremo (3) y un segundo extremo (13) y una cabeza opcional (2) en el segundo extremo (13), en el que la espiga del dispositivo de fijación (10) está configurada con por lo menos una rosca que se extiende de forma helicoidal (6) verticalmente a la altura total desde la espiga (1) en una pluralidad de convoluciones alrededor de la espiga (1), en el que la rosca (6) presenta una altura por encima de la espiga (1), que se reduce de manera adyacente al primer extremo (3) de la espiga (1) y que aumenta gradualmente a su altura total y que disminuye gradualmente en altura desde su altura total a medida que se acerca al segundo extremo (13) de la espiga (1).

Description

Dispositivo de fijación y procedimiento de fijación a un sustrato.

La presente invención se refiere a un dispositivo de fijación mejorado que presenta una aplicación particular, pero no exclusiva, en la fijación a un sustrato, tal como madera, materiales plásticos y sustratos friables, por ejemplo madera a contrahilo, madera contrachapada, tableros aglomerados y placas lisas de borde biselado, MDF (tableros de fibras) y otras placas de partículas (por ejemplo, cartón de virutas o placas de fibra) así como hormigón de peso ligero, celular curado en autoclave en, por ejemplo, forma de bloques (p.ej. del tipo vendido bajo las marcas comerciales "Thermalite", "Calcon" y "Durox"), enyesar, enlucir, ladrillo rojo blando, (por ejemplo, bloques de hormigón ligero) y otros sustratos de mamposterías friables.

Los dispositivos de fijación roscados convencionales, tales como tornillos, son difíciles de fijar en sustratos de mampostería, puesto que es difícil, para una rosca convencional, encontrar un lugar seguro dentro de una perforación en dicho sustrato. Las fijaciones roscadas a tornillo convencionales son, por consiguiente, fijadas dentro de las perforaciones en sustratos de mampostería forrando primero la perforación con un revestimiento de un material relativamente blando, en el cual, la fijación roscada puede cortar su propia rosca, comprimiendo al mismo tiempo el forro contra las paredes de la perforación dentro del sustrato de mampostería. Un ejemplo típico de dicho revestimiento interior es el que se comercializa con la marca comercial Rawlplug. Dichos revestimientos están disponibles en forma de material fibroso y de plástico en una amplia gama de configuraciones, que reflejan una actividad muy considerable en la técnica anterior a través de los años, para mejorar la seguridad y facilidad de uso de los dispositivos de fijación roscados a tornillo, utilizados con dichos revestimientos interiores.

Adoptando un principio algo similar, formas alternativas del dispositivo de fijación son de material metálico y se estructuran para ser expansibles después de la introducción en una perforación en un material de mampostería, de modo que las fuerzas de compresión contra, o el choque en, las superficies internas de la perforación presentan resistencia a la retirada del dispositivo de fijación desde la perforación. Reflejando una actividad sustancialmente similar en esta técnica se encuentra disponible una amplia gama de dichos dispositivos. Por ejemplo, varios dispositivos de esta clase están disponibles bajo la marca comercial Rawlplug, mencionada anteriormente, y bajo las marcas comerciales Fischer y Hiltl.

Dispositivos de fijación algo similares a los vendidos bajo la marca comercial Rawlplug también son vendidos bajo la marca comercial Fischer, como se ha mencionado antes. El de Fischer Wallbolt presenta un blindaje dilatador de hierro maleable, que forma un manguito alrededor de un perno roscado a tornillo convencional. El conjunto combinado, en uso, se inserta en una perforación pretaladrada en un sustrato de mampostería y el perno se aprieta por medio de una llave para tuercas. Esta operación arrastra una cuña cónica terminal hacia atrás en el blindaje y obliga a salir hacia el exterior a los cuatro segmentos del blindaje contra los lados de la perforación.

Todos los elementos de fijación que se basan en la compresión de un elemento asociado en la pared de una perforación pretaladrada dan lugar a inconvenientes estructurales. Las paredes de la perforación se someten a esfuerzos y en numerosos materiales de sustrato, existe una resistencia mecánica insuficiente en la estructura del sustrato para evitar la aparición de grietas. Este es, en particular, el caso con materiales tales como hormigón celular curado en autoclave de peso liviano, pero también se aplica a estructuras de ladrillos. Resulta especialmente evidente las aberturas adyacentes en una estructura de mampostería en las que, en un lado por lo menos, habrá un espesor comparativamente pequeño del material del sustrato. Por supuesto, los elementos de fijación se suelen requerir en zonas de aberturas para la fijación de marcos de ventanas, revestimientos de puertas y accesorios de montaje similares.

Igualmente, una gran parte de actividad se ha centrado en la mejora de los propios elementos roscados a tornillo con el fin de encontrar una fijación segura en materiales de mampostería sin necesidad del uso de revestimientos interiores y sin expansión interna. La fuerza impulsora a este respecto es, por supuesto, el hecho de que los forros no proporcionan grados totalmente satisfactorios de seguridad, el hecho de la necesidad de insertar un forro en una perforación representa una actividad adicional que representa costes de mano de obra adicionales y el hecho de que, en el caso de pernos de expansión y elementos similares, las fuerzas de compresión necesarias para la seguridad de fijación pueden dar lugar, como se ha observado antes, a la rotura de los materiales de mampostería, en particular cuando se encuentran adyacentes a los extremos de los cuerpos de dichos materiales.

Las memorias de las patentes GB nº 2.115.511 (ITW III) y nº 2.152.171 (ITW II) dan a conocer fijaciones de mampostería que comprenden una espiga que presenta unas roscas espaciadas en forma de un borde helicoidal alternando con una zona plana paralela. Los flancos de las roscas se cortan en un ángulo de 50º a 65º y presentan un ángulo de hélice de 6º a 8,5º. Estas características se combinan necesariamente con condiciones especiales para la introducción en una perforación de mampostería y se reivindican para proporcionar seguridad de fijación, sin estriado de la rosca en la inserción. Tanto ITW II como ITW III representan ejemplos de esfuerzo en la técnica anterior para dar a conocer dispositivos roscados para fijación directa en una perforación con el fin de evitar los inconvenientes de los dispositivos de tipo expansión citados anteriormente.

Además, se dan a conocer roscas profundas en una fijación para uso en estructura del tipo similar a la mampostería, en la memoria de patente GB nº 1.510.686 (ITW IV), con un ejemplo adicional de un intento para dar a conocer un elemento de fijación de acoplamiento directo. En esta configuración particular, las crestas de las roscas profundas son dentadas con el fin de ayudar en el corte de una rosca por el dispositivo en uso y para ayudar en la transmisión de los detritos de mampostería dentro de la perforación. Una cresta de rosca menos profunda intermedia parece ser la clave para proporcionar un diseño que permita conseguir la seguridad del dispositivo de fijación mientras que, al mismo tiempo, se reconoce la necesidad de minimizar la perturbación del material del sustrato. No obstante, las roscas penetran en el sustrato en posiciones bastante espaciadas de modo que el comportamiento a la tracción hacia fuera se vea impedido por la resistencia al cizallamiento de las secciones relativamente pequeñas del material de sustrato entre espiras del borde saliente helicoidal. Una configuración similar se da a conocer en la solicitud de patente europea nº 0.133.773 (ITW I).

El documento GB nº 466039 (Jasper) da a conocer un tornillo de sujeción con una espiga provista de una ranura de rosca helicoidal, que alterna con una zona plana entre las ranuras. Una ranura longitudinal proporciona capacidad de autorroscado para la rosca profunda. Jasper no da a conocer el tornillo de sujeción para su uso en estructuras de mampostería.

Un dispositivo de tornillo algo similar se describe en la memoria de patente GB nº 274833 (Rosenberg). La configuración de rosca de tornillo de extremo de entrada presenta una ranura que atraviesa el diámetro normal del dispositivo de fijación junto con crestas de borde elevadas, extendiéndose esta configuración solamente sobre una corta distancia de la espiga. Rosenberg no recomienda el dispositivo de fijación para fijación de mampostería, haciendo referencia en general a materiales fibrosos y no fluyentes y en particular a sustratos metálicos.

La memoria de la patente europea nº 0.225.003 (JSM) y la solicitud de patente GB nº 2036227 (Tomoyasu) da a conocer tornillos de autobloqueo con una configuración algo similar. Las crestas helicoidales a ambos lados de una pequeña zona plana presentan sus crestas ranuradas. Tomoyasu hace referencia también a una estructura en la que las crestas del reborde no están ranuradas, sino que una cresta intermedia se hace girar a través de la zona plana, de modo que existan, en realidad, dos ranuras paralelas formando una rosca completa. Tanto JSM como Tomoyasu se refieren a dispositivos de autobloqueo que se basan en la interacción de roscas macho y hembra y no hay revelación de un uso en el que la parte roscada macho se enrosque automáticamente en una perforación de mampostería.

La memoria de patente GB nº 2042120 (Gutshall) da a conocer un tornillo de cabeza que incorpora una rosca helicoidal de paso largo, devanada sobre una espiga cilíndrica. El devanado deja sin tocar una zona plana entre convoluciones adyacentes de la rosca. En cada unión entre la raíz de la rosca y la zona plana adyacente está provista una cresta helicoidal que funciona como una rosca auxiliar para mejorar la fuerza de retención del tornillo. Gurtshall hace referencia al uso del tornillo antes descrito en materiales blandos, fibrosos o de baja densidad, tales como maderas y plásticos. Gutshall no parece recomendar el tornillo de cabeza dado a conocer para fijación autorroscada en un sustrato de mampostería.

La memoria de patente GB nº 1541237 (Oratronics) da a conocer un dispositivo roscado para utilizarse como un estabilizador endodóntico. La espiga del dispositivo dado a conocer se hace girar con una acanaladura helicoidal, que presenta un paso suficientemente ancho para proporcionar una zona plana entre espiras paralelas. La cresta del reborde está ranurada. El documento de patente GB nº 1519139 (Crock) da a conocer una estructura más simple para utilizarse en técnicas quirúrgicas. La estructura dada a conocer comprende una espiga roscada que presenta una ranura de rosca algo reminiscente de la ilustrada por Rosemberg en la descripción anterior. Crock se refiere, de forma algo genérica y especulativa, a una aplicación en la construcción de edificios y campos afines, pero no hay referencia específica al uso del dispositivo, dado a conocer, para fijación de autorroscado en una perforación de mampostería.

En la solicitud de patente PCT nº WO 92/10688, la fijación a sustratos de mampostería (p.ej. paredes de ladrillo, obras de bloques u hormigón) implica la formación de una perforación en el sustrato (por ejemplo, en la zona de tensión o zona de compresión de un elemento de soporte de caga de hormigón, introducido en la perforación de forma autorroscada o de otro modo, que comprende una espiga que presenta un extremo de entrada de la perforación y un extremo con opción de cabeza opuesto, separado del extremo de entrada de la perforación por la longitud de la espiga, en por lo menos una parte de la longitud de la espiga, estando configurado con una ranura helicoidal roscada, con una zona deprimida en la circunferencia de la espiga, de modo que desplace, de forma plástica, el material de la espiga hasta por lo menos uno de los lados de la ranura, definiéndose la ranura adyacente a un reborde helicoidal yuxtapuesto a un lado de la ranura o entre un par de rebordes helicoidales paralelos yuxtapuestos a uno u otro lado de la ranura y formado, en cada caso, con el material de espiga desplazado plásticamente. Los rebordes se mantienen verticales desde la circunferencia bruta de la espiga, de modo que funcionen, en uso, cada uno como una rosca macho, siendo por lo menos el extremo de ataque de la rosca preferentemente una rosca macho de corte de rosca hembra en relación con la obra de mampostería. Los rebordes helicoidales y la ranura helicoidal definida forman una configuración helicoidal cuyas convoluciones están espaciadas por una zona plana activa en relación con la cual los rebordes son elevados y la ranura está deprimida. La zona plana presenta una anchura medida axialmente con respecto a la espiga de por lo menos un 50% del diámetro de la espiga de zona plana y el ángulo de hélice del reborde helicoidal es por lo menos de 8º, y preferentemente 10º o más. El dispositivo de fijación se suele insertar en una perforación ligeramente sobredimensionada (y de este modo, la espiga del dispositivo será algo subdimensionada en términos de diámetro en relación con el diámetro de la broca utilizada para obtener la perforación).

En la patente US nº 5.957.646 (Giannuzi et al.) se da a conocer otro anclaje de mampostería de roscado automático, tipo de tornillo de resistencia aumentada, que presenta una espiga con una sección de raíz redondeada a por lo menos una rosca de corte macho helicoidal, cuyo diámetro de cresta supera el diámetro de una perforación realizada para alojar el anclaje. Formado sobre la raíz en la parte plana helicoidal, entre convoluciones sucesivas de la rosca, existe un reborde que se eleva por encima de la raíz para definir una zona de compactación entre el reborde y la parte inclinada de la perforación.

Numerosos materiales de construcción modernos y algunos tradicionales son friables por si propia naturaleza y no soportan elevados esfuerzos de tracción para los dispositivos de fijación existentes en ellos. Las razones para esta circunstancia son múltiples. Por ejemplo, en muchos materiales friables una fijación no será autorroscada en una perforación pretaladrada debido a que las espiras iniciales de la fijación no inician un canal helicoidal de la perforación, sino que, simplemente, ensanchan la extremidad exterior de la perforación mediante abrasión del material del sustrato. Numerosos dispositivos pueden roscarse en una perforación autorroscada, pero presentan una propensión a daños por un par de apriete excesivo, aumentando la perforación en sección transversal, a través de su longitud, con respecto a la circunferencia de la superficie roscada de la fijación. Estos problemas son particularmente predominantes en el hormigón celular curado en autoclave, tal como en la forma de bloques de construcción, pero también se encuentran cuando la fijación a los materiales tradicionales, tales como ladrillo rojo blando (y ladrillos fabricado con arcillas cocidas de diferente coloración) y yesos y enlucidos obtenidos, por ejemplo, con mezclas de yeso/enlucido de cal. Los sustratos de madera plantean problemas diferentes pero, en muchos casos, los requisitos de resistencia a la tracción significan que una fijación debe pasar a través de un elemento de la madera y fijarse, mediante una tuerca, en una cara opuesta a la cara a través de la cual se introduce la fijación, estando esta última acoplada gracias a una cabeza de la fijación. Esto significa algunas limitaciones al fijar juntos dos elementos, en los que una cara es inaccesible para la fijación de una tuerca. La madera a contrahilo es notoriamente deficiente como base de fijación para un dispositivo de fijación. En realidad, tanto es así que resulta raro basarse exclusivamente en el acoplamiento de rosca de tornillo en madera a contrahilo en cualquier situación real; por supuesto, la fijación por tuerca suele excluirse en el caso de fijaciones en madera a contrahilo.

Según la invención, se da a conocer, en un primer aspecto, un dispositivo de fijación para la fijación en un sustrato compuesto de madera o material de mampostería friable, tal como hormigón celular curado en autoclave, yeso curado o capa de enlucido, tablero de yeso u otro ladrillo blando, comprendiendo el dispositivo de fijación una espiga que presenta un primer extremo y un segundo extremo y una cabeza opcional en el segundo extremo, en el que la espiga del dispositivo de fijación está configurada con por lo menos una rosca de extensión helicoidal verticalmente en su altura total desde la espiga, en una pluralidad de convoluciones alrededor de la espiga, en el que la rosca presenta una altura por encima de espiga que se reduce adyacente al primer extremo de la espiga y que gradualmente aumenta hasta su altura total y que gradualmente disminuye en altura desde su altura total a medida que se aproxima al segundo extremo de la espiga.

En una forma de realización preferida, la altura de la rosca aumenta desde la altura reducida a la altura total en por lo menos una primera convolución de la rosca adyacente al primer extremo. Preferentemente, la altura reducida no es más del 50% de la altura total. Preferentemente, la altura reducida está al nivel de la espiga. En una forma de realización preferida, la rosca disminuye gradualmente en altura desde su altura total a medida que se aproxima al segundo extremo de la espiga. Preferentemente, la altura de la rosca disminuye desde la altura total a una altura menor en por lo menos una convolución final de la rosca adyacente al segundo extremo. Preferentemente, la altura menor está al nivel de la espiga.

Preferentemente, la altura de la rosca disminuye desde la altura total a la altura menor a través de la mitad de la convolución final de la rosca adyacente al segundo extremo.

En una forma de realización preferida, la espiga del dispositivo de fijación está configurada con una pluralidad de roscas que se extienden en forma helicoidal, verticalmente desde la espiga y en el que cada una de las roscas presenta una altura por encima de la espiga que se reduce adyacente al primer extremo de la espiga y que gradualmente aumenta a su altura total.

Preferentemente, la espiga del dispositivo de fijación está configurada con un par de roscas paralelas dispuestas verticalmente desde una zona plana, que se extiende en forma helicoidal, para definir una ranura que se extiende helicoidalmente entre ellas. La ranura puede extenderse por debajo del nivel de la zona plana. El par de roscas presentan, preferentemente, la misma altura por encima de la zona plana.

En un segundo aspecto, la invención da a conocer un procedimiento de fijación que comprende girar en una perforación, en un sustrato, un dispositivo de fijación como fue definido anteriormente, según la invención, presentando la perforación un diámetro menor que el diámetro de la espiga del dispositivo de fijación, siendo utilizado el dispositivo de fijación para fijar un elemento al sustrato.

Preferentemente, el sustrato está compuesto de madera o de material de mampostería friable, tal como hormigón celular curado en autoclave, un yeso curado o una capa de enlucido, ladrillo rojo blando u otro tipo de ladrillo blando.

En particular, el material de mampostería friable puede consistir en material de mampostería que presente una resistencia al aplastamiento menor o igual a 5 N/mm^{2}, por ejemplo, una resistencia al aplastamiento menor o igual a 3,5 N/mm^{2}.

El material de mampostería friable puede ser con base de material cementoso o de escorias de la fabricación del cemento (clinker).

En el caso de sustratos de madera, el sustrato de madera es en particular, madera a contrahilo. En tales casos, el dispositivo de fijación se hace girar en la perforación en el sustrato mediante la aplicación de una fuerza axial. La aplicación de la fuerza axial puede ser la aplicación de una fuerza dinámica intermitente a lo largo del eje de la espiga del dispositivo de fijación. En particular, la fuerza axial puede ser una fuerza percusiva aplicada mediante martilleo.

Una forma de realización de la invención se describirá a continuación, únicamente a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 ilustra una forma de realización de un dispositivo de fijación según la invención; y

la figura 2 es una vista esquemática, en sección transversal, del dispositivo de fijación de la figura 1 que ilustra las roscas a una escala ampliada.

El dispositivo de fijación 10, ilustrado en la figura 1 de los dibujos, comprende una espiga 1 de acero galvanizado brillante de forma cilíndrica circular recta maciza. La espiga se forma por laminación en frío con una cabeza 2 en un extremo 13, que presenta una forma hexagonal convencional con seis caras 5 previstas para su colocación en la mordaza de una llave de apriete abierta de tamaño y forma complementarias o por una llave anillo o de cabeza hueca adecuada. Obviamente, sin embargo, la cabeza 2 se puede conformar con un tipo de cabeza diferente, tal como una cabeza avellanada, convencionalmente ranurada, como para la inserción de una hoja de un destornillador convencional o se puede conformar con una depresión de acoplamiento de tornillo Posidrive. Como alternativa, la cabeza se puede conformar para una, así llamada, transmisión TORX o HEX, o cualquier otro tipo de transmisión, según se apreciará por los expertos en esta materia.

El extremo 3 de la espiga 1 opuesto a la cabeza 2 está conformado con un bisela o borde anular 4 previsto para ayudar a introducir la punta de la espiga en una perforación adecuadamente configurada y dimensionada en un sustrato.

La espiga 1 está formada por un estampado de rosca con una configuración de acoplamiento de pared de perforaciones helicoidales, designada generalmente por la referencia numérica 6. Esta configuración comprende un par de rebordes helicoidales espaciados 7 y 8. Ambos rebordes helicoidales 7 y 8 están conformados en la espiga 1 con ángulos de hélice idénticos, con el resultado de que los rebordes son, por supuesto, paralelos entre sí y separados por el mismo paso en toda la extensión de la hélice. Ambos rebordes sirven como una rosca de tornillo para fijar el dispositivo de fijación en una perforación en un sustrato apropiado. Ambos rebordes presentan, en general, una forma frustocónica en sección transversal. Cada reborde presenta una zona vertical desde la superficie basal circundante de la espiga 1, que es uniforme a través de toda la hélice, siendo ambas zonas verticales idénticas entre sí. El reborde 7 define, con el reborde 8, una ranura helicoidal 9 que forma parte de la configuración de acoplamiento helicoidal 6.

Las espiras de la configuración de acoplamiento de paredes de la perforación helicoidal 6 están separadas por espiras de una zona plana helicoidal 11. La ranura 9 puede presentar una profundidad que se extiende al mismo nivel que la zona plana 11, de modo que la ranura esté definida simplemente entre las roscas 7 y 8 o la profundidad de la ranura 9 se puede extender por debajo del nivel de la zona plana 11 de modo que sobresalga desde la espiga 1. Por ejemplo, la ranura se puede extender aproximadamente 0,5 mm por debajo de la superficie de la espiga. La propia ranura puede presentar cualquier anchura deseada, por ejemplo, una anchura comprendida entre 2 mm y 10 mm.

Resultará evidente que la disposición de rosca de tornillo presenta una paso, que está indicado con la referencia numérica 12 en la figura 2, que es equivalente, en una dirección axial del dispositivo a una convolución de la configuración de rosca 6 alrededor de la espiga 1. Los rebordes 7 y 8 presentan una altura por encima del nivel de la zona plana 11 que es sustancialmente constante en toda la longitud de la espiga 1 excepto en sus dos extremos 3 y 13. En el extremo 3, opuesto a la cabeza 2, la altura de los rebordes 7 y 8 disminuye de forma constante, de modo que presentan una altura reducida más cerca del extremo 3. La altura reducida es el 50% de la altura total y los rebordes tienen una conicidad gradual hasta la altura total en por lo menos la mitad de la primera convolución 14 de la configuración de rosca 6 y preferentemente, en toda la longitud de la primera convolución 14. En otras formas de realización, la altura reducida puede ser un 25% de la altura total o puede llegar a ser cero, es decir, al nivel de la zona plana 11. Además, la profundidad de la ranura 9, por debajo del nivel de la zona plana 11, se puede reducir también, de modo que la profundidad aumente gradualmente a través de la primera convolución de la configuración de rosca hasta su profundidad total.

La reducción de la altura de las roscas 7 y 8, en el extremo 3, reduce la magnitud del par de apriete requerido para girar el dispositivo en un sustrato. Aunque dichos orificios suelen estar pretaladrados, el diámetro de la perforación es mayor que el de la espiga, de modo que las roscas deben cortarse en el sustrato. Reduciendo el par de apriete necesario para hacer girar el dispositivo, se hace mucho más fácil introducir el dispositivo en el sustrato reduciendo, de este modo, la magnitud de la tensión ejercida sobre el material del dispositivo (normalmente acero), de modo que se haga máxima su integridad. El ligazón del dispositivo al material del sustrato, durante la instalación, también se reduce al mínimo.

Una vez conseguida la conicidad de la rosca, la primera convolución de la rosca, por lo tanto, solamente corta el sustrato en una profundidad reducida, si se compara con las roscas conocidas que realizan un corte profundo total por la primera convolución, de modo que la siguiente convolución de la rosca también tenga algún corte que realizar. Por lo tanto, es menos probable que las roscas pierdan su borde de corte, especialmente el cortar en hormigón denso y es menos probable que se aplanen, como sucede en los dispositivos conocidos. La altura de las roscas, por lo tanto, se puede aumentar en altura, por ejemplo, en por lo menos un 25% más que los dispositivos conocidos, consiguiendo, de este modo, una penetración más profunda en el sustrato y por lo tanto, aumenta la carga de tensión, si así se requiere.

De forma similar, la altura de los rebordes 7 y 8 disminuye, de forma constante, en el extremo 13 más próximo a la cabeza 2, con lo que presentan una altura reducida más cerca de la cabeza 2. La altura reducida puede llegar a ser de nuevo el 50% de la altura total y los rebordes tienen una conicidad gradual hacia abajo en la mitad de una convolución 15 de la configuración de rosca 6. Como antes, la altura reducida puede ser el 25% de la altura total o puede llegar a ser cero, es decir, al nivel de la zona plana 11. Además, la profundidad de la ranura 9 por debajo del nivel de la zona plana 11 puede, también, reducirse gradualmente en por lo menos media convolución, de modo que no se extienda por debajo del nivel de la zona plana 11 cerca de la cabeza 2.

La reducción de la altura de las roscas 7 y 8 en el extremo 13 reduce la magnitud de la tensión ejercida sobre el material del dispositivo, de modo que aumenta la resistencia mecánica del dispositivo, particularmente en el punto donde la espiga se encuentra con la cabeza 2. La reducción de la profundidad de la ranura disminuye también cualquiera de dichos debilitamientos. El par de apriete aplicado al dispositivo por el personal operativo durante la instalación puede, por lo tanto, aumentarse sin comprometer la integridad de la fijación.

Se apreciará que el dispositivo de fijación puede fabricarse en una gama de tamaños. Los parámetros particulares de un dispositivo de fijación que no sean el diámetro (p.ej. el tamaño M), variarán según el tamaño M del dispositivo de fijación. Los elementos de fijación, según la invención, se pueden fabricar mediante las etapas de forjado en frío y laminado de rosca, galvanizado brillante y tratamiento térmico sin recurrir a complejas operaciones de montaje, tales como las normalmente asociadas con un perno de expansión. Esto produce ahorros en términos de materiales y costes de fabricación así como los ahorros asociados con la facilidad relativa de instalación y de uso, que se describen a continuación.

Se apreciará, a partir de lo expuesto anteriormente, que la invención es sencilla de utilizar en la práctica, el dispositivo se enrosca automáticamente, con prontitud, cuando se hace girar en la perforación en una amplia gama de materiales. El dispositivo se retiene firmemente sobre madera a contrahilo y con el giro continuo de su cabeza, si lo hubiere, perforará y se embutirá en la madera. Incluso un alto grado de rotación no hará que el dispositivo escarie la perforación de un bloque de hormigón celular curado en autoclave, sino que prosigue la penetración de autoroscado. Un par de apriete excesivo es, por sí mismo, generalmente imposible en ladrillos rojos blandos. Bajo cargas de tensión de rotura, en la mayoría de los sustratos, el dispositivo ni falla ni corta en conos el sustrato. A medida que aumenta la carga de tracción, el perno empieza a retirarse, pero a medida que emerge cada convolución de la rosca, la siguiente convolución hace retornar la carga de tracción a su posición final. Esto aporta una característica a salvo de fallos al dispositivo. Cuando se martillea en una perforación pretaladrada en madera a contrahilo, el perno gira por impacto y corta su propia rosca perfectamente en la madera. La fuerza de fijación, madera a madera, es excelente en ambas situaciones de grano final y cruzado. Sustituirá la necesidad de utilizar tuercas y pernos estándar. El producto puede ser retirado quitando el tornillo, aun cuando se haya martilleado.

Aun cuando tan solo una forma de realización particular de la invención ha sido descrita anteriormente, se apreciará por un experto en la materia que se pueden realizar modificaciones y mejoras sin apartarse del alcance de la presente invención. Por ejemplo, aunque la invención ha sido descrita con una configuración de rosca particular de un par de roscas en paralelo que definen una ranura entre ellos, con una zona plana que se extiende entre las convoluciones de la configuración de rosca, otras configuraciones de rosca también son posibles dentro del ámbito de la invención, con tal de que la rosca tenga una altura por encima de la espiga que se reduce adyacente al primer extremo de la espiga y que gradualmente aumenta hasta su altura total. En particular, la invención puede aplicarse a sujetadores de rosca sencilla, rosca doble o rosca múltiple, hayan definido, o no, ranuras entre las roscas.

Claims (16)

1. Dispositivo de fijación (10) destinado a fijarse en un sustrato compuesto de madera o material de mampostería friable, tales como hormigón celular curado en autoclave, yeso curado, o capa de enlucido, placa de yeso o ladrillo rojo blando u otro tipo de ladrillo blando, comprendiendo el dispositivo de fijación (10) una espiga (1) que presenta un primer extremo (3) y un segundo extremo (13) y una cabeza opcional (2) en el segundo extremo (13), en el que la espiga del dispositivo de fijación (10) está configurada con por lo menos una rosca que se extiende de forma helicoidal (6) verticalmente a la altura total desde la espiga (1) en una pluralidad de convoluciones alrededor de la espiga (1), en el que la rosca (6) presenta una altura por encima de la espiga (1), que se reduce de manera adyacente al primer extremo (3) de la espiga (1) y que aumenta gradualmente a su altura total y que disminuye gradualmente en altura desde su altura total a medida que se acerca al segundo extremo (13) de la espiga (1).

2. Dispositivo de fijación según la reivindicación 1, en el que la altura de la rosca aumenta desde su altura reducida a su altura total, por lo menos en una primera media convolución de la rosca adyacente al primer extremo.

3. Dispositivo de fijación según la reivindicación 1 ó 2, en el que la altura reducida ya no es superior al 50% de la altura total.

4. Dispositivo de fijación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la altura de la rosca disminuye desde la altura total a una altura menor, como máximo en una convolución final de la rosca adyacente al segundo extremo.

5. Dispositivo de fijación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la espiga del dispositivo de fijación está configurada con una pluralidad de roscas que se extienden, de forma helicoidal, verticalmente desde la espiga y en el que cada una de las roscas presenta una altura por encima de la espiga que se reduce de manera adyacente al primer extremo de la espiga y que gradualmente aumenta hasta su altura total.

6. Dispositivo de fijación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la espiga del dispositivo de fijación está configurada con un par de roscas paralelas verticalmente dispuestas desde una zona plana, que se extiende helicoidalmente para definir entre ellas una ranura con extensión helicoidal.

7. Dispositivo de fijación según la reivindicación 6, en el que la ranura se extiende por debajo del nivel de la zona plana.

8. Dispositivo de fijación según la reivindicación 7, en el que la ranura presenta una profundidad por debajo del nivel de la zona plana, que se reduce de manera adyacente al primer extremo de la espiga.

9. Dispositivo de fijación según las reivindicaciones 7 u 8, en el que la ranura presenta una profundidad por debajo del nivel de zona plana, que se reduce a medida que se acerca al segundo extremo de la espiga.

10. Dispositivo de fijación según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que el par de roscas presentan la misma altura por encima de la zona plana.

11. Procedimiento de fijación que comprende hacer girar, en una perforación en un sustrato, un dispositivo de fijación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, presentando la perforación un diámetro menor que el diámetro exterior del dispositivo de fijación incluyendo por lo menos una rosca, siendo utilizado el dispositivo para fijar un elemento al sustrato.

12. Procedimiento de fijación según la reivindicación 11, en el que el sustrato está compuesto de madera o material de mampostería friable, tales como hormigón celular curado en autoclave, yeso curado o capa de enlucido, placa de yeso o ladrillo rojo blando u otro tipo de ladrillo.

13. Procedimiento de fijación según la reivindicación 12, en el que el material de mampostería friable comprende material de mampostería que presenta una resistencia al aplastamiento inferior a 5 N/mm^{2}.

14. Procedimiento de fijación según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que el dispositivo de fijación se hace girar en la perforación en el sustrato por la aplicación de una fuerza axial.

15. Procedimiento de fijación según la reivindicación 14, en el que la aplicación de fuerza axial comprende la aplicación de una fuerza dinámica intermitente a lo largo del eje de la espiga del dispositivo de fijación.

16. Procedimiento de fijación según la reivindicación 15, en el que la fuerza axial comprende una fuerza percusiva aplicada por martilleo.