ES2285055T3 - Elemento fijador para utilizar con material quebradizo. - Google Patents

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Abstract

Un elemento fijador (10) que comprende una cabeza (12), una caña (14) que tiene un diámetro menor, una punta (16), y una longitud que se extiende desde la cabeza a la punta; una primera rosca (20) helicoidal formada sobre la caña (14) y con un primer diámetro, en la cual la relación del primer diámetro respecto del diámetro menor es al menos 1, 5 : 1; una segunda rosca (40) helicoidal formada sobre la caña (14), teniendo la segunda rosca (40) un segundo diámetro que es sustancialmente inferior al primer diámetro; y una superficie rugosa helicoidal (30) formada sobre toda la caña (14).

Description

Elemento fijador para utilizar con material quebradizo.
La invención se refiere generalmente a un elemento de fijación roscado y en particular a un elemento fijador roscada para utilizar con material quebradizo.
Antecedentes de la invención
Los tornillos llevan muchos años existiendo y están basados en el principio del plano inclinado que proporciona una acción de chaveteado para introducir la cabeza del tornillo dentro del sustrato. Se han desarrollado diferentes tornillos para diferentes materiales.
Los elementos de fijación usados para asegurar la estructura a material quebradizo de baja resistencia requerirán normalmente algún tipo de material de soporte para el elemento fijador. En el caso de, por ejemplo de una pared seca, se utiliza típicamente un pasador metálico o de madera. En el caso de la mampostería, los elementos de fijación de tipo tornillo autorroscante se pueden mantener con seguridad en un agujero pretaladrado de hormigón por un diseño de la rosca apropiado para capturar material entre la rosca a medida que se va aterrajando el agujero. Un ejemplo de tal elemento fijador para mampostería es la patente de los Estados Unidos Nº 5.957.646 concedida a
Giannuzi.
El documento EP 0494651 describe un tornillo que tiene una cabeza y una caña, en el cual está formada una rosca helicoidal en una caña, y un alma helicoidal está dispuesta entre medios de los filetes adyacentes de la rosca. Se muestran tornillos similares en los documentos GB 1150769, US 3 861 269,
US 6 045 312 y EP 1167781 A1.
Lo que se necesita es un elemento fijador de tipo tornillo que se pueda usar con una variedad de materiales que incluya, pero no se limite, a material quebradizo, siendo al mismo tiempo relativamente barato de producir.
Sumario de la invención
Las necesidades anteriores son satisfechas, y los defectos de la técnica anterior son superados por el elemento fijador de la invención. En una realización, un elemento fijador metálico incluye una caña metálica que tiene un diámetro aproximadamente constante, una rosca helicoidal formada sobre la caña, en el cual la relación del diámetro de la rosca respecto del diámetro de la caña es al menos de 1,5 : 1 y la rosca helicoidal está espaciada a intervalos de entre 0,5 y 1,0 cm.. El fijador puede incluir una rosca helicoidal formada sobre la caña próxima a la cabeza y distante de la punta, teniendo la segunda rosca un segundo diámetro que es sustancialmente menor al primer diámetro.
En otra realización, un procedimiento para formar un elemento fijador metálico incluye las etapas de disponer una caña metálica que tiene una cabeza en un primer extremo y formar una rosca helicoidal y una superficie irregular entre sucesivas espiras de la rosca por laminado, en la cual la relación del diámetro de la rosca respecto del diámetro de la caña es al menos 1,5 : 1 y el paso es entre 0,5 y 1,0 cm. En este procedimiento, puede haber también la etapa adicional de formar, sobre la caña, una segunda rosca próxima a la cabeza.
En otra realización, un procedimiento para soportar una estructura de material quebradizo usando un elemento fijador incluye las etapas de proporcionar un elemento fijador metálico autorroscante que incluye una cabeza y una caña, teniendo la caña un diámetro menor y un diámetro mayor, estando el diámetro mayor definido por una rosca helicoidal sobre la caña, en el cual la relación del diámetro mayor respecto del diámetro menor es al menos 1,5 : 1, y que conduce el elemento fijador dentro del material quebradizo de manera que el elemento fijador y la estructura estén totalmente soportados por el material quebradizo y en el cual el material quebradizo es material de rocas laminadas o de mampostería. El material de mampostería puede ser cualquier material de hormigón, ladrillo o bloque.
Se expondrán o harán evidentes características o ventajas adicionales a partir de la siguiente descripción. Las características y ventajas de la invención se materializarán y se alcanzarán mediante las estructuras y los procedimientos indicados particularmente en la descripción escrita y las reivindicaciones de las mismas así como los dibujos anexos.
Se ha de entender que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son ejemplares y explicatorias y están destinadas a proporcionar una explicación adicional sin limitar el alcance de la invención reivindicada.
Breve descripción de los dibujos
Los dibujos anexos, que se incluyen para proporcionar una comprensión adicional a la invención, se incorporan y constituyen una parte de esta memoria, ilustran realizaciones preferidas de la invención y junto a la descripción sirven para explicar los principios de la invención. En los dibujos:
La figura 1 es una vista lateral de un elemento fijador para pared seca que incorpora los principios de la invención.
La figura 2 es una vista superior del elemento fijador para pared seca de la figura 1.
La figura 3 es una vista inferior del elemento fijador para pared seca de la figura 1.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Según el elemento fijador de la invención, una caña metálica incluye uno o más filetes con un paso basto y una gran relación de diámetros de menor a mayor. Los elementos de fijación se pueden mantener con seguridad en una variedad de materiales, que incluyen pero no se limitan a rocas laminadas (placa de escayola), madera, hormigón, ladrillo bloque cemento celular o hormigón de bajo peso. Adicionalmente, el diseño del elemento fijador es tal que se puede retirar del material sin producir un daño excesivo a la pared o superficie.
En el caso de la roca laminada u otros tipos de material quebradizo o relativamente débil, la fuerza de sujeción del elemento fijador en el material es tal que las cargas aplicadas al elemento fijador pueden ser reaccionadas solamente por la roca laminada, sin tener que fijar también el elemento fijador con la ayuda de un pasador u otro material de relativamente gran resistencia asociado a una pared. De este modo, el elemento fijador según la invención se puede usar para soportar objetos sobre una pared dependiendo totalmente de la roca laminada que forma la pared, lo cual es particularmente ventajoso en situaciones en las que se necesita un elemento fijador de soporte en áreas en las cuales no está disponible un pasador. El elemento fijador también proporciona las ventanas de formar un agujero relativamente pequeño en la pared, minimizando de este modo el daño a una pared. La caña del elemento fijador incluye una superficie helicoidal irregular o rugosa que se extiende por la superficie de la caña definida por el diámetro menor. Esta superficie rugosa puede ser útil para aumentar la sujeción de fricción entre la roca laminada y el elemento fijador, resistiendo de este modo la fuerza de desenganche. El elemento fijador también puede incluir una rosca secundaria que se extiende por al menos una parte de la caña próxima a la cabeza. El paso de rosca basto y la relación relativamente grande de diámetros de mayor a menor (comparado con el típico tornillo metálico) son relativamente efectivos para enganchar grandes cantidades de material entre los filetes. El elemento fijador tiene una fuerza apropiada para ser usado de manera efectiva con materiales como el hormigón,, bloque o ladrillo, además de las aplicaciones de la roca laminada. En estas aplicaciones, el elemento fijador se inserta dentro de un agujero pretaladrado y atrapa material desalojado de agujero (cuando se inserta el elemento fijador) para obtener una sujeción firme. En estas aplicaciones, se forma una superficie rugosa o irregular entre los filetes sobre la caña, lo cual puede proporciona una resistencia de fricción al desenganche. El elemento fijador también se puede usar en material fibroso, tal como madera además de material quebradizo.
Como se ha apuntado anteriormente, el elemento fijador está destinado a proporcionar una sujeción segura en material quebradizo, sea éste una roca laminada o un material de mampostería, proporcionando un espacio entre los filetes para atrapar una gran cantidad de material debido a su relación relativamente grande de diámetros de mayor a menor. En las realizaciones preferidas, se usa una caña metálica que tiene una relación de los diámetros de mayor a menor respecto del paso, que es preferiblemente al menos aproximadamente 1,5 : 1, más preferiblemente al menos aproximadamente 1,75 : 1, y más preferiblemente aproximadamente 2 : 1 o más. El paso puede ser aproximadamente cinco filetes por 2,53 cm o menos, tal como cuatro filetes por 2,53 cm.
En referencia a las figuras 1 a 3, una realización preferida de un elemento fijador 10 incluye una cabeza 12, una caña 14, y una punta puntiaguda 16. En esta realización, la caña 14 tiene un diámetro menor aproximadamente constante a lo largo de su longitud. Una rosca helicoidal 20, que se extiende preferiblemente a lo largo de la longitud de la caña 12 y que termina próxima a la punta. La altura de rosca 20 es aproximadamente constante a lo largo de su longitud, con una altura ligeramente menor cerca de la punta 16. La cabeza 12 se puede formar con ranuras 15 que le permite su inserción con un destornillador, por ejemplo un destornillador de estrella. La cabeza puede adaptarse alternativamente para recibir un destornillado de cabeza plana o un destornillador hexagonal o cuadrado, o la cabeza puede ser una cabeza hexagonal como un perno, especialmente para colgar estantes y similares que son objetos relativamente pesados. Igualmente, la cabeza se puede sustituir por un gancho o un dispositivo similar.
En referencia a la parte 22 de la rosca 20 referenciada en la figura 1, la rosca 20 es descrita por superficies 24 y 26 achaflanadas superior e inferior, respectivamente, que se pueden extender aproximadamente a un ángulo de 10 grados. Una superficie rugosa 30 se extiende sobre la caña 14. La superficie 20 se caracteriza por diversos rebordes, ranuras, protuberancias y/o valles en contraste con las superficies lisas que forman los filetes. Como se ha ilustrado, la superficie 30 está dispuesta entre sucesivas espiras de rosca 20 y puede extenderse sobre una parte de, o la longitud de la caña. Una rosca secundaria también puede estar formada sobre la caña 14. En la realización preferida, la segunda rosca 40 se forma próxima a la cabeza 12 y realiza una giro de aproximadamente 360 grados alrededor de la caña. La rosca 40 también está formada para de este modo realizar un giro superior o inferior a 360 grados alrededor de la caña. La altura de rosca 40 es de manera preferible sustancialmente inferior a la altura de la rosca 20.
En las aplicaciones de roca laminada o de pared seca, se pueden llevar a cabo las ventajas del elemento fijador de la invención respecto de un tornillo convencional. En un tornillo convencional, los filetes relativamente finos (es decir, la pequeña relación de los diámetros de mayor a menor) y el paso relativamente denso dan como resultado que la parte de la pared enganchada por los filetes sea bastante pequeña en relación con la dimensión del agujero. De este modo, hay una pequeña fuerza de sujeción en la pared. Por el contrario, la cantidad de material enganchado por los filetes del elemento fijador 10 son sustanciales en relación con la dimensión del agujero. Enganchando una gran cantidad de material con los filetes, se consigue una fuerza de sujeción más segura en el material. Construyendo el elemento fijador de metal, el mismo elemento fijador puede también insertarse dentro del hormigón o de otro material relativamente duro. En las aplicaciones de hormigón, ladrillo o bloque, se forma un agujero en el material que es aproximadamente el diámetro del diámetro menor de la caña. El elemento fijador se inserta entonces dentro del agujero con los filetes que forman ranuras helicoidales en el agujero. Puesto que el elemento fijador es conducido dentro del agujero, por ejemplo, con una herramienta de mando, el material rompe la pared y se queda atrapado entre los filetes.
En un procedimiento de fabricación de un elemento fijador según la invención, se forma preferiblemente una rosca mediante un procedimiento de laminación en frío. Según este procedimiento, la caña del elemento fijador de pared seca se lamina entre dos matrices de formación de filetes, produciendo de este modo la rosca. La rosca del elemento fijador puede alternativamente ser formada por un procedimiento de moldeo, o por un torno. En una realización preferida, el proceso de laminación forma una rosca que tiene una superficie achaflanada superior e inferior, tal como las superficies 24 y 26 del elemento fijador 10 que juntas forman la rosca 20. El procedimiento de laminación también puede depender de la creación de la superficie rugosa 30 como resultado de, por ejemplo, de descascarillado.. Como el material es estrujado entre las matrices durante la formación de la rosca, el material no fluye uniformemente. Esto produce una superficie irregular y rugosa entre las formaciones de rosca. El efecto de este flujo de material no uniforme es particularmente evidente en el elemento fijador de la invención, lo cual, cuando se fabrica mediante un procedimiento de laminación, produce la superficie irregular o rugosa entre las formaciones de rosca. Otros procedimientos conocidos en la técnica pueden ser utilizados para crear una superficie rugosa o irregular entre los filetes sin salirse del alcance de la invención.
Preferiblemente, una matriz contrarrotativa está posicionada cerca de la cabeza 12 para forma la segunda rosca 40, que se extiende aproximadamente 360 grados alrededor de la caña 12. La formación de la segunda rosca 40 puede ser útil para evitar que la parte superior de la caña 12 próxima a la cabeza 12, se curve, como resultado de las fuerzas requeridas para formar la relación del paso basto de rosca y/o el gran diámetro mayor/menor cuando se emplea un procedimiento de laminación. En una realización preferida, se puede usar una matriz contrarrotativa, por ejemplo una matriz de formación de filetes para reaccionar a cualquier tendencia del extremo superior de la caña 14 para curvarla mientras se forma la rosca 20. No se necesita que la profundidad de la rosca 40 sea de un valor importante, pudiendo ser de una profundidad de rosca relativamente insignificante que tiene una capacidad de fijación importante. La segunda rosca 40 se puede extender a lo largo de menos o más de 360 grados, dependiendo de las necesidades.
Aunque la descripción anterior va dirigida a las realizaciones preferidas de la invención, se ha de tener en cuenta que otras variaciones y modificaciones serán evidentes para los expertos en la técnica, y pueden hacerse sin salirse del alcance de la invención, como lo han definido las reivindicaciones anexas.

Claims (15)

1. Un elemento fijador (10) que comprende
una cabeza (12),
una caña (14) que tiene un diámetro menor, una punta (16), y una longitud que se extiende desde la cabeza a la punta;
una primera rosca (20) helicoidal formada sobre la caña (14) y con un primer diámetro, en la cual la relación del primer diámetro respecto del diámetro menor es al menos 1,5 : 1;
una segunda rosca (40) helicoidal formada sobre la caña (14), teniendo la segunda rosca (40) un segundo diámetro que es sustancialmente inferior al primer diámetro; y
una superficie rugosa helicoidal (30) formada sobre toda la caña (14).
2. El elemento fijador (10) según la reivindicación 1, en el cual la primera rosca helicoidal (20) está espaciada a intervalos de entre 0,5 a 1,0 cm.
3. El elemento fijador (10) según la reivindicación 1, en el cual la relación del primer diámetro respecto del diámetro menor es aproximadamente 2 : 1 o
más.
4. El elemento fijador (10) según la reivindicación 1, en el cual la segunda rosca helicoidal (40) se extiende sobre menos de la mitad de la longitud de la caña.
5. El elemento fijador (10) según la reivindicación 1, en el cual la segunda rosca (40) está situada sobre la caña (14) próxima a la cabeza (12) y distante de la punta (16).
6. El elemento fijador (10) según la reivindicación 1 en el cual la caña es de metal.
7. El elemento fijador (10) según la reivindicación 1, en el cual el diámetro menor de la caña (14) tiene un diámetro aproximadamente constante salvo en la punta (16).
8. El elemento fijador (10) según la reivindicación 1, en el cual la punta (16) es puntiaguda.
9. El elemento fijador (10) según la reivindicación 1, en el cual la cabeza (12) incluye al menos una ranura (15) configurada para ser enganchada por un destornillador.
10. El elemento fijador (10) según la reivindicación 9, en el cual la cabeza (12) tiene dos ranuras (15) para recibir un destornillador de estrella
11. El elemento fijador (10) según la reivindicación 1, en el cual la cabeza (12) está configurada y adaptada para recibir un destornillador de cabeza plana, un destornillador hexagonal o un destornillador cuadrado.
12. El elemento fijador (10) según la reivindicación 1, en el cual la cabeza (12) está configurada como una cabeza hexagonal.
13. Un procedimiento para soportar una estructura de material quebradizo utilizando un elemento fijador (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende las etapas de:
conducir el elemento fijador (10) a través de la estructura y dentro del material quebradizo; y
enganchar el elemento fijador (10) con el material quebradizo.
14. El procedimiento según la reivindicación 13, en el cual el elemento fijador (10) y la estructura están totalmente soportados por el material quebradizo.
15. El procedimiento según la reivindicación 13, en el cual el material quebradizo se selecciona entre el grupo constituido por material de rocas laminadas, hormigón, ladrillos y bloques.
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