ES2285201T3 - Conjunto de fijacion adhesiva con una fuente de calor. - Google Patents
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Abstract
Conjunto de fijación adhesiva que comprende: un primer componente de fijación que define una superficie base; un elemento activado por calor que incluye un agente ligante curable montado en dicha superficie base, siendo dicho agente ligante para la fijación de dicho primer componente de fijación a un sustrato; un segundo componente de fijación, portado por dicho primer componente de fijación, que se desplaza entre una primera posición y una segunda posición, respectivamente retraída del sustrato y avanzada hacia el sustrato, cuando dicho elemento activado por calor montado en dicha superficie base de dicho primer componente de fijación es apoyado contra el sustrato; un elemento de fijación para asegurar, por lo menos temporalmente, dicho segundo componente de fijación al sustrato, cuando dicho elemento activado por calor montado en dicha superficie base de dicho primer componente de fijación se encuentra apoyado contra el sustrato con dicho segundo componente de fijación en dicha segunda posición; un elemento muelle que reacciona entre dicho primer componente de fijación y dicho segundo componente de fijación para forzar dicha superficie base de dicho primer componente de fijación con una fuerza positiva contra el sustrato cuando dicho segundo componente de fijación se encuentra en dicha segunda posición; y una fuente de calor para suministrar energía calorífica a dicho elemento activado por calor para curar rápidamente dicho agente ligante.
Description
Conjunto de fijación adhesiva con una fuente de
calor.
La presente invención se refiere, de manera
general, a fijaciones o conjuntos de fijación adhesivos y a los
procedimientos relacionados con el montaje, de manera segura, de una
fijación adhesiva, tal como un perno roscado o similar, en una
superficie soporte o sustrato. Más específicamente, la presente
invención se refiere a las mejoras en dichas fijaciones o conjuntos
de fijación adhesivos, del tipo general mostrado y descrito en las
patentes US 4.302.492, US 4.338.151, US 4.390.546, US 4.668.546, US
4.778.702, US 4.822.656, y en la patente copendiente US nº
10/219.707, presentada el 14 de Agosto, 2.002, y particularmente con
respecto al suministro de una fuente de calor para activar y/o
curar rápidamente un agente ligante adhesivo seleccionado.
En muchos casos, resulta necesario o deseable
fijar un elemento, tal como un parche, un tornillo roscado, u otra
estructura en un sustrato soporte. Por ejemplo, puede resultar
necesario aplicar un parche fino al revestimiento de un avión o al
casco de un barco para reparar un agujero del mismo. De manera
alternativa, puede resultar deseable montar un perno roscado u otro
dispositivo en un sustrato, por ejemplo, el parabrisas de un
automóvil, sin la necesidad de practicar un orificio en el sustrato.
En muchos de estos casos, resulta necesario que el elemento de
fijación esté situado en el sustrato con una precisión relativamente
alta y además resulta necesario aplicar una fuerza positiva para
forzar el elemento de fijación contra el sustrato durante por lo
menos un periodo de tiempo mínimo para permitir, por ejemplo, el
curado de un agente ligante adhesivo, tal como un epoxi curable o
similar, para obtener una unión segura y considerablemente
optimizada con el sustrato.
En el pasado, se han propuesto muchos tipos
diferentes de dispositivos de fijación y mordazas para su
utilización en la fijación de un elemento de fijación en la
superficie de un sustrato durante el tiempo de curado de un agente
ligante. La mayoría de dichos dispositivos de fijación y mordazas
han requerido alguna forma de conexión mecánica al sustrato por
medio de tornillos u otros medios de fijación mecánica, mordazas de
sujeción, etcétera. Sin embargo, estos dispositivos no resultan
adecuados para su utilización con áreas superficiales extensas o
para su utilización con sustratos frágiles o de paredes finas, en el
interior de los cuales no resultan posibles o deseables las
interrupciones superficiales para acomodar los medios de fijación
mecánicos. Se han propuesto otros dispositivos de fijación que
dependen de ventosas para mantener un elemento de fijación en su
posición en un sustrato, pero la utilización de los dispositivos con
ventosas está limitada a sustratos con superficies relativamente
limpias y lisas y además funcionan reteniendo el elemento de
fijación en su sitio sin ejercer fuerzas positivas significativas
que fuercen el elemento de fijación contra el sustrato. Como
resultado, con los dispositivos con ventosas, el agente ligante en
el sustrato puede estar distribuido de manera no homogénea y/o
curarse con una resistencia de fijación inferior a la óptima.
Las patentes US 4.302.492, US 4.338.151, US
4.390.546, US 4.668.546, US 4.778.702 y US 4.822.656 describen y
dan a conocer dispositivos de fijación adhesivos mejorados. Más
particularmente, estas patentes dan a conocer dispositivos de
fijación que presentan un conjunto soporte para el aseguramiento
temporalmente al sustrato, por medio de un adhesivo sensible a la
presión o similar, en combinación con una fuerza de desplazamiento
o elementos muelle para aplicar una fuerza que fuerza al elemento de
fijación a una unión de apoyo positivo con el sustrato durante el
tiempo de curado de un agente ligante adhesivo seleccionado. El
conjunto de fijación o una parte del mismo es móvil, entre una
primera posición con el elemento adhesivo considerablemente fuera
de la unión de apoyo con el sustrato hasta una segunda posición con
el elemento de fijación presionado firmemente contra el sustrato.
Un mecanismo sobrecentro constituye el elemento móvil en la mayoría
de las formas de realización descritas. Tras el curado del agente
ligante adhesivo, el conjunto soporte es desmontado del sustrato
para dejar el elemento de fijación, tal como un perno roscado o
similar, unido de manera segura al sustrato. En este sentido, el
adhesivo sensible a la presión presenta una fuerza de adhesión
suficiente para mantener el elemento de fijación en posición
durante el curado del agente ligante, pero una fuerza de adhesión
insuficiente para impedir el subsiguiente desmontaje, arrancándolo
del conjunto de fijación del sustrato.
La patente copendiente US nº 10/219.707,
presentada el 14 Agosto, 2.002 (basada en la aplicación provisional
US nº 60/312.691, presentada el 14 Agosto, 2.001), da a conocer
configuraciones de fijación adhesiva adicionales, en las que no
resulta necesario el desmontaje de un componente conjunto soporte,
después del curado del agente ligante adhesivo. Algunas de las
formas de realización mostradas y descritas en esta aplicación
copendiente provisional resultan particularmente apropiadas para
montar, mediante un adhesivo, un elemento de fijación a un sustrato
de hormigón que, en algunos casos, puede presentar una superficie de
sustrato que es relativamente áspera y porosa, y que puede ser
alterada por la presencia de polvo y partículas de suciedad. En una
superficie de sustrato que presenta estas características, pueden
resultar deseables agentes ligantes adhesivos especializados, de
tipo curable por calor, con el fin de obtener una conexión de
elevada resistencia de unión. De manera similar, la instalación de
estos dispositivos de fijación adhesivos sobre un sustrato, bajo
condiciones de tiempo frío, puede resultar en un tiempo de curado
prolongado del agente ligante y/o una conexión con una resistencia
de unión inferior a la óptima, en la que también resulta deseable
el curado por calor, relativamente rápido, del agente ligante, bajo
tales condiciones.
La presente invención proporciona un conjunto de
fijación adhesiva mejorado que incorpora una fuente de calor para
la aplicación de energía calorífica, de una manera controlada, a un
agente ligante adhesivo. De esta manera, la presente invención
puede ser utilizada con agentes ligantes activados por calor y/o
curables por calor para obtener una conexión con una unión
relativamente rápida y de elevada resistencia con un sustrato de
hormigón o similar, y también para obtener un curado relativamente
rápido y de elevada resistencia de un agente ligante, a pesar de
las condiciones de tiempo frío.
Según la invención, se proporciona un conjunto
de fijación adhesiva mejorado para montar, de manera segura, un
elemento de fijación, tal como un perno roscado o similar, con
relación a la superficie de un sustrato. El conjunto de fijación
adhesiva comprende un primer componente de fijación que define una
superficie base para recibir un agente ligante seleccionado sobre
el mismo, y portando, de manera móvil, un segundo componente de
fijación que incluye medios de fijación o de aseguramiento temporal
al sustrato. Tras el montaje mediante presión del primer componente
de fijación, con el agente ligante sobre el mismo, sobre la
superficie del sustrato, el segundo componente de fijación puede
moverse a una conexión temporal con el sustrato. Un elemento muelle,
que reacciona entre el primer componente de fijación y el segundo
componente de fijación, aplica una fuerza positiva que fuerza el
primer componente de fijación contra el sustrato durante la duración
del tiempo de curado del agente ligante. El conjunto de fijación
porta una fuente de calor para aplicar energía calorífica al agente
ligante, con el objetivo de activar y/o curar rápidamente el agente
ligante para proporcionar una conexión con una resistencia de unión
considerablemente optimizada entre el primer componente de fijación
y el sustrato.
En una forma preferente, el primer componente de
fijación comprende una pieza fija base en forma de disco, con forma
de plato, para definir una cavidad poco profunda en un lado ciego
del mismo, y en el que esta cavidad poco profunda está circunscrita
por la superficie base, de forma generalmente anular. El segundo
componente de fijación comprende un perno roscado o similar con una
cabeza alargada apoyada en el interior de dicha cavidad del disco y
un mango roscado que sobresale a través de un puerto de un disco
central a un lado frontal de la pieza fija base. Un hombro del
perno, con un corte de sección no circular o cuadrada o similar
puede posicionarse en el interior del puerto del disco, que puede
presentar una forma no circular o cuadrada o similar, que encaja
con la forma anterior, para impedir la rotación relativa entre el
componente de fijación y la pieza fija base. Los elementos de
fijación temporales pueden comprender un clavo puntiagudo o similar,
tal como un clavo para hormigón para la conexión temporal con un
sustrato de hormigón o similar, y el elemento muelle puede
comprender un muelle de hoja o similar que reacciona entre el perno
roscado y la pieza fija base.
De manera alternativa, los medios de fijación
temporal pueden comprender un elemento adhesivo sensible a la
presión, tal como un elastómero sensible a la presión del tipo
comercializado por 3M Company de Minneapolis, Minnesota, bajo la
designación de producto VHB 4910, que presenta grandes propiedades
elastoméricas que permiten una elongación del 100% sin desgarrarse
y que presentan un recubrimiento de adhesivo sensitivo a la presión,
acrílico y de elevada resistencia, en los lados opuestos de la
cinta de grosor aproximado de 0,040 pulgadas. Además, este elemento
adhesivo proporciona el elemento muelle que reacciona entre el perno
roscado y la pieza fija base. En una forma alternativa adicional,
los medios de fijación temporal pueden comprender un recipiente
rompible o ampolla que contiene un material adhesivo seleccionado,
tal como un adhesivo cianoacrilato.
El agente ligante adhesivo seleccionado es
aplicado a la superficie base anular, en la parte ciega o inferior
de la pieza fija base, en la que este agente ligante puede ser
aplicado en la superficie base de manera fluida, o de manera
alternativa, en forma de un disco activado por calor, adherido a la
superficie base. A continuación, la pieza fija base es montada,
mediante presión, en el sustrato en una posición seleccionada,
seguida del desplazamiento del perno roscado a una conexión
temporal con el sustrato. En esta configuración, el elemento muelle
aplica una fuerza positiva que fuerza la pieza fija base contra el
sustrato.
La fuente de calor, portada por el conjunto de
fijación, en una forma preferente, comprende un elemento de
calentamiento, con una resistencia eléctrica, posicionado en el
interior del agente ligante, o de manera alternativa, montado en la
pieza fija base, en un lado frontal del mismo, para el suministro de
energía calorífica, a través de una pieza fija base conductora de
calor, al agente ligante. Cuando se utiliza un agente ligante
activado por calor, este elemento de calentamiento puede estar
incluido directamente en el interior del disco adhesivo. La fuente
de calor está acoplada a una fuente de potencia adecuada, tal como
una fuente de alimentación o batería, para suministrar energía
calorífica al agente ligante. Preferentemente, los medios de control
se proporcionan de manera que realizan ciclos de suministro de la
energía calorífica, en una manera pulsante.
En una forma preferente alternativa, la fuente
de calor puede comprender una fuente pirogénica en forma de un
oxidizador y un polímero incrustados en el interior de un disco
soporte. En una configuración, el disco soporte puede comprender el
agente ligante seleccionado, en forma activada por calor, para
montar sobre la superficie base. En otra configuración, el disco
soporte puede ser adaptado para montarlo en un lado frontal de la
pieza fija base para suministrar calor a través de una pieza fija
base conductora de calor al agente ligante. En cualquier caso, el
oxidizador incrustado puede ser disparado para producir una reacción
exotérmica para suministrar energía calorífica al agente
ligante.
Otras características y ventajas de la invención
se harán más evidentes a partir de la descripción detallada
siguiente, junto con las figuras adjuntas que ilustran, a modo de
ejemplo, los principios de la invención.
Las figuras adjuntas ilustran la invención. En
dichas figuras:
La Figura 1 es una vista superior fragmentada en
perspectiva que ilustra un conjunto de fijación adhesiva en una
forma preferente, que incorpora una fuente de calor para el curado
acelerado de un agente ligante adhesivo seleccionado;
La Figura 2 es una vista inferior, en
perspectiva, aumentada y detallada del conjunto de fijación adhesiva
de la Figura 1;
La Figura 3 es una vista en sección fragmentada
de un conjunto de fijación adhesiva, que representa la colocación
inicial del mismo en la superficie de un sustrato;
La Figura 4 es una vista en sección fragmentada
similar a la Figura 3, y que muestra el desplazamiento de un
componente de fijación a una conexión temporal con el sustrato para
aplicar una fuerza positiva que fuerza una pieza fija base contra
el sustrato durante la duración del tiempo de curado del agente
ligante;
La Figura 5 es una vista en sección fragmentada
similar a la Figura 4 y que muestra el conjunto de fijación adhesiva
en una posición unida al sustrato;
La Figura 6 es una vista en sección fragmentada
similar a la Figura 3, pero que ilustra la colocación inicial de
una forma preferente alternativa de la invención en un sustrato;
La Figura 7 es una vista en sección fragmentada
similar a la Figura 6 y que muestra el desplazamiento de un
componente de fijación de la forma de realización de la Figura 6 a
una conexión adhesiva temporal con el sustrato para aplicar una
fuerza positiva que fuerza una pieza fija base contra el sustrato
durante la duración del tiempo de curado del agente ligante;
La Figura 8 es una vista en sección fragmentada
similar a la Figura 7 y que muestra el conjunto de fijación
adhesiva de las Figuras 6 y 7 en una posición unida al sustrato;
La Figura 9 es una vista inferior detallada en
perspectiva que representa una forma preferente alternativa
adicional de la invención;
La Figura 10 es una vista en sección fragmentada
que muestra la colocación inicial de la forma de realización de la
Figura 9 en un sustrato;
La Figura 11 es una vista inferior en
perspectiva de otra forma preferente alternativa de la
invención;
La Figura 12 es una vista en perspectiva,
aumentada y fragmentada que ilustra los detalles de construcción de
una capa adhesiva pirogénica para su utilización en la forma de
realización de la Figura 11;
La Figura 13 es una vista aumentada en
perspectiva fragmentada que representa detalles de construcción
alternativos de una capa adhesiva pirogénica para su utilización en
la forma de realización de la Figura 11;
La Figura 14 es una vista en sección fragmentada
que muestra la colocación inicial de la forma de realización de la
Figura 11 en un sustrato;
La Figura 15 es una vista inferior en
perspectiva de todavía otra forma preferente alternativa de la
invención; y
La Figura 16 es una vista en sección fragmentada
que muestra la colocación inicial de la forma de realización de la
Figura 15 en un sustrato.
Tal como se muestra en las figuras ejemplares,
se proporciona un conjunto de fijación adhesiva mejorado, al que se
hace referencia en las Figuras 1 a 5 mediante el número de
referencia 10, para montar de manera segura un elemento de fijación
adhesiva en la superficie de un sustrato 12 (Figuras 3 a 5). El
conjunto de fijación 10 incluye la pieza fija base 14 adaptada para
el montaje adhesivo en el sustrato 12 por medio de un agente
ligante adhesivo seleccionado 16, en el que el agente ligante 16 es
activado y/o curado rápidamente mediante una fuente de calor 18,
representada en la forma de realización de las Figuras 1 a 5 en
forma de un elemento de calentamiento con una resistencia
eléctrica. Dicho curado por calor del agente ligante 16, en
combinación con el elemento muelle 20, para forzar positivamente la
pieza fija base 14 contra el sustrato 12 durante el tiempo de
curado del agente ligante, proporciona una conexión con una
resistencia de unión considerablemente optimizada entre la pieza
fija base 14 y el sustrato 12.
El conjunto de fijación adhesiva 10 es mostrado
en las Figuras 1 a 5 en una forma preferente, adecuada para el
montaje adhesivo en un sustrato 12, tal como hormigón, que puede ser
relativamente áspero, poroso y/o definir una superficie que puede
incluir polvo y partículas de suciedad. El conjunto de fijación
ejemplar comprende un primer componente de fijación en forma de una
pieza fija base 14 que puede realizarse en metal, plástico o un
material compuesto seleccionado para la fijación, con una
resistencia de unión óptima, al material del sustrato. La pieza
fija base 14 se muestra con una construcción con una forma de plato
que define una cavidad poco profunda 22 (Figuras 2 a 5) en un lado
posterior o lado ciego del mismo, en el que esta cavidad lateral
ciega 22 está circunscrita o rodeada por una superficie base anular
relativamente plana 24. Se forma un puerto central 26 en la pieza
fija base 14, generalmente de manera coaxial a la cavidad 22, y
preferentemente presenta un puerto con forma no circular, tal como
una forma cuadrada, mostrada mejor en la Figura 1.
El conjunto de fijación 10 comprende además un
segundo componente de fijación 28, mostrado en las Figuras 1 a 5 en
forma de un clavo o perno roscado, aunque los expertos en la materia
reconocerán y apreciarán que pueden utilizarse componentes de
fijación alternativos, tales como un parche, una brida o similar.
Tal como se muestra, el perno roscado 28 presenta una cabeza de
perno alargada 30 que presenta un tamaño y una forma para la
recepción anidada en la cavidad ciega lateral 22 de la pieza fija
base 14, en una posición apoyada contra la parte con forma de plato
que define la cavidad 22. Un hombro del perno 32 se proyecta desde
la cabeza del perno 30 al interior del puerto central 26 y a través
del mismo, formado en la pieza fija base 14, en el que este hombro
del perno 32, preferentemente, presenta una forma no circular, tal
como la forma cuadrada ejemplar (Figura 1), para encajar
acoplándose a través de dicho puerto central 26, en el que la
rotación relativa entre el perno 28 y la pieza fija base 14 es
considerablemente impedida. Este hombro del perno 32 está unido, a
su vez, con un perno roscado 34 que se proyecta hacia delante desde
un lado frontal de la pieza fija base 14, y por lo tanto, se
encuentra expuesto en el mismo.
El perno 28 porta un medio de fijación temporal
para la conexión temporal con el sustrato 12, tras el montaje
adhesivo del conjunto de fijación 10 al sustrato 12. Más
particularmente, en la forma de realización de las Figuras 1 a 5,
este medio de fijación temporal comprende un clavo puntiagudo 36,
tal como un clavo corto para hormigón, que se proyecta hacia abajo
desde la parte inferior o desde la parte ciega de la cabeza del
perno 30. Además, el elemento muelle 20 se proporciona en forma de
muelle de hoja portado por el mango roscado 34 del perno 28, para
reaccionar entre el perno y un lado frontal de la pieza fija base
14. En una configuración normal, sin estrés, tal como la mostrada
en la Figura 3, el muelle de hoja 20 desplaza la cabeza del perno
30 hacia arriba contra la parte inferior de la pieza fija base 14,
en el interior de la cavidad 22, de manera que la punta del clavo
36 se encuentra, por lo menos, ligeramente en el interior de la
cavidad 22, con respecto al plano de la superficie base 24.
Durante el funcionamiento, el agente ligante
adhesivo seleccionado 16 es aplicado a la superficie base 24 de la
pieza fija base 14, tras lo que la pieza fija base 14 es a
continuación montada por presión en el sustrato 12 en una posición
seleccionada para presionar la superficie base recubierta con
adhesivo 24 firmemente contra el sustrato. En una forma preferente
tal como la mostrada, el agente ligante 16 comprende un material
activado por calor, tal como un epoxi activado por calor, formado
en un disco o anillo fino (mostrado mejor en la Figura 2) que
presenta un tamaño y una forma para un adecuado montaje adhesivo en
la superficie base 24 de la pieza fija base. Según un primer
aspecto de la presente invención, este anillo adhesivo 16 presenta
la fuente de calor 18 incrustada directamente en el mismo en forma
de un elemento de calentamiento con una resistencia eléctrica de
cable fino. Un par de electrodos conductores 38 están expuestos en
un borde lateral del anillo adhesivo 16 para una conexión adecuada
a una fuente de alimentación adecuada 40, tal como una fuente de
alimentación o batería o similar. También puede proporcionarse un
controlador 42 para regular el funcionamiento del elemento de
calentamiento, tal como se describirá en mayor detalle en la
presente memoria, para obtener un tiempo de curado y una
resistencia de curado para el material adhesivo considerablemente
optimizados.
La Figura 3 muestra el montaje por presión de la
pieza fija base 14, con el anillo adhesivo 16 portado en la
superficie base 24 del mismo, contra el sustrato 12. En esta
posición montada inicial, la punta puntiaguda del clavo de fijación
temporal 36 es retenida por el muelle de hoja 20, en una posición
por lo menos ligeramente retraída de la superficie del sustrato. A
continuación, puede utilizarse una herramienta de impacto 44
adecuada (Figura 4) para aplicar una fuerza de impacto brusca al
perno 28 en la dirección de la flecha 46, conduciendo el clavo de
fijación 36 en una dirección que incruste el clavo en el interior
del sustrato 12. Dicho desplazamiento del perno 28 con relación a
la pieza fija base 14 desvía el muelle 20, resultando en una fuerza
del muelle que fuerza la pieza fija base 14 positivamente hacia el
sustrato 12 y contra el mismo.
A continuación, se aplica energía a la fuente de
calor 18 para introducir energía calorífica al agente ligante
adhesivo 16, con el objetivo de activar y/o curar rápidamente el
agente ligante. En un procedimiento preferente, el controlador 42
regula el suministro de la energía calorífica al agente ligante,
preferentemente actuando la fuente de calor en una secuencia de
pulsos cortos y relativamente rápidos, para activar y curar de
manera eficaz el agente ligante. La fuerza positiva aplicada por el
muelle 20 se mantiene durante este ciclo de curado, de manera que
el agente ligante es extrudido entre la superficie base 24 y el
sustrato 12 para formar una capa de unión fina de grosor uniforme
preciso (Figura 5), para obtener una resistencia de unión
considerablemente optimizada.
Según la invención, la fuente de calor 18
acomoda un agente ligante activado por calor, aunque el agente
ligante puede ser aplicado, de manera alternativa, a la pieza fija
base 14 en forma líquida desde un aplicador adecuado (no
representado). Cuando el agente ligante 16 se proporciona como el
anillo adhesivo preformado, tal como se muestra en las Figuras 1 a
5, la fuente de calor 18 derrite y activa el agente ligante, y a
continuación sigue aplicando calor, de una manera controlada, para
obtener un curado rápido y de alta resistencia. Cuando el agente
ligante es aplicado en forma líquida en la pieza fija base, la
fuente de calor 18 aplica calor en una manera controlada, para
obtener el curado rápido y de alta resistencia deseado. En este
sentido, la inclusión de la fuente de calor 18 resulta
especialmente deseable para la utilización en condiciones climáticas
de tiempo frío, para obtener una conexión optimizada de alta
resistencia de la pieza fija base 14 al sustrato 12.
Tras el curado del agente ligante 16, puede
utilizarse el perno roscado 28 de un manera normal, tal como
mediante la fijación de una tuerca roscada (no representada) al
mango roscado 34 para conectar una estructura deseada, tal como un
elemento estructural de madera (no representado) al mismo. En este
sentido, en la forma de realización ejemplar de la invención, la
pieza fija base 14 no se separa del sustrato 12 después del curado
del agente ligante 16, sino que se mantiene fijada, de manera
segura, al sustrato con el objetivo de soportar y retener el perno
28 en posición. Las fuerzas posteriores que se apliquen al perno 28
o al componente de fijación alternativo durante la utilización
normal pueden resultar suficientes para separar la cabeza del perno
30 de la fijación temporal al sustrato, pero dichas fuerzas de
utilización normal resultan insuficientes para separar la pieza
fija base 14 del sustrato 12. La fuente de calor 18 se deja en
posición, incrustada en el interior del agente ligante curado 16,
cortando los conductores 38 para separarla de la fuente de
alimentación 40.
Las Figuras 6 a 8 representan una forma
preferente alternativa de la invención, en la que se proporciona un
medio de fijación temporal alternativo para conectar el perno
roscado 28 o similar al sustrato 12 durante la duración del tiempo
de curado del agente ligante. En aras de la simplicidad y la
claridad de la descripción, los componentes mostrados en las
Figuras 6 a 8, similares a los ya descritos y mostrados
anteriormente en relación a las Figuras 1 a 5, se identifican
mediante los mismos números de referencia.
Más particularmente, la Figura 6 muestra el
medio de fijación temporal alternativo en forma de una ampolla
rompible 50 que contiene una material adhesivo temporal
seleccionado, tal como un adhesivo cianoacrilato. Esta ampolla 50
es portada por la cabeza 30 del perno roscado 28 en un lado ciego
del mismo, en el interior de la cavidad lateral ciega 22 formada
por la parte con forma de plato de la pieza fija base 14. El muelle
de hoja 20 normalmente soporta el perno roscado 28 en una posición
con la ampolla 50 retenida en una relación por lo menos ligeramente
espaciada con el sustrato 12, tras la colocación inicial por presión
de la pieza fija base 14 contra el sustrato. La Figura 7 muestra la
utilización de una herramienta de impacto 44 para aplicar una
fuerza de impacto en la dirección de la flecha 46 al perno roscado
28, con el objetivo de dirigir la cabeza del perno 30 contra el
sustrato 12 con una fuerza suficiente para romper la ampolla 50.
Dicha rotura de la ampolla libera el material adhesivo de la misma
para conectar temporalmente la cabeza del perno 30 al sustrato 12.
En esta posición, el muelle 20 se colapsa parcialmente, tal como se
ha descrito anteriormente, para aplicar la fuerza de muelle deseada
para forzar la pieza fija base positivamente contra el sustrato 12
durante la duración del tiempo de curado del agente ligante 16. Tal
como se ha descrito anteriormente, la fuente de calor 14,
incrustada en el interior del agente ligante 16, activa y/o cura
rápidamente el agente ligante para obtener la deseada conexión, con
la resistencia elevada, de la pieza fija base 14 al sustrato 12
(Figura 8).
Resulta posible proporcionar configuraciones de
conjuntos de fijación adhesiva alternativos para la conexión,
durante un periodo de tiempo corto, del perno roscado 28 o de otro
componente de fijación al sustrato 12 mientras el agente ligante 16
es curado. En este sentido, los expertos en la materia reconocerán y
apreciarán que la fuente de calor 14 puede utilizarse en los
conjuntos de fijación mostrados y descritos en las patentes US
4.302.492, US 4.338.151, US 4.390.546, US 4.668.546, US 4.778.702 y
US 4.822.656, así como los conjuntos de fijación y los materiales
adhesivos temporales mostrados y descritos en la patente copendiente
US nº 10/219.707, presentada el 14 de Agosto, 2.002, todas ellas
incorporadas, por referencia, a la presente memoria.
Las Figuras 9 a 10 ilustran otra forma
preferente alternativa de la invención en la que los componentes
comunes a los mostrados y descritos anteriormente en la presente
memoria en relación a las Figuras 1 a 5 se identifican de nuevo
mediante números de referencia idénticos. En esta forma de
realización, la fuente de calor 14 no está incrustada directamente
en el interior del agente ligante adhesivo 16, portado en la
superficie base 24 de la pieza fija base 14, sino que la fuente de
calor 14 se monta en la pieza fija base 14 en un lado frontal de la
misma y se aplica energía calorífica a través de la pieza fija base
14 al agente ligante 16. En esta versión, la pieza fija base 14
está realizada en un material conductor de calor, tal como un metal
seleccionado.
Más específicamente, la construcción y el
funcionamiento global del conjunto de fijación mostrado en las
Figuras 9 a 10 es el mismo que el descrito anteriormente en
relación a las Figuras 1 a 5, excepto que la fuente de calor 14, en
forma de elemento de calentamiento con una resistencia eléctrica,
está incrustada en el interior de un anillo de calentamiento fino
52 montado mediante un adhesivo adecuado en el lado frontal de la
pieza fija base 14 en una posición sobre la parte exterior del
anillo del mismo, definiendo el lado ciego de la superficie base
24. Un anillo adhesivo 16, de un agente ligante activado por calor
seleccionado, en forma derretible o líquida, es proporcionado para
el montaje en el lado ciego de la superficie base 24. El conjunto
de fijación está diseñado para un montaje inicial por presión en el
sustrato 12 en la misma manera que se ha descrito anteriormente, e
incluye un medio de fijación temporal, tal como el clavo para
hormigón 36 ejemplar o similar, para la conexión temporal de la
cabeza del perno 30 al sustrato. Este colapsa parcialmente el muelle
20 para forzar la pieza fija base 14 positivamente contra el
sustrato 12, todo de la manera descrita anteriormente, durante la
duración del tiempo de curado del agente ligante. Resulta importante
que, durante este periodo de curado, se aplique energía a la fuente
de calor 14 de manera adecuada para suministrar energía calorífica
a través de la pieza fija base 14 al agente ligante 16 para activar
y/o curar rápidamente el agente ligante.
Las Figuras 11 a 14 muestran una forma de
realización preferente alternativa de la invención, en la que la
fuente de calor se proporciona en una forma alternativa que
comprende una fuente de calor pirotécnica o pirogénica que
sustituye al elemento de calentamiento con resistencia eléctrica.
Una vez más, en aras de la simplicidad y la claridad de la
descripción, los componentes comunes a los mostrados y descritos
anteriormente son referenciados mediante números de referencia
idénticos.
La Figura 11 muestra un conjunto de fijación
adhesiva modificado que, de nuevo, presenta una construcción y un
funcionamiento global que se corresponde a la forma de realización
descrita anteriormente en relación a las Figuras 1 a 5, excepto que
una fuente de calor modificada comprende una fuente de calor
pirogénica, en forma de un anillo adhesivo 16 que incluye el agente
ligante seleccionado en combinación con un oxidizador incrustado
homogéneamente y un polímero asociado. La Figura 12 muestra una
mecha 54 incrustada en el interior del anillo adhesivo 16, en un
patrón de malla entretejida, mientras que la Figura 13 ilustra la
mecha 54 en un patrón anillo espiral alternativo. En cualquier
caso, se continúa el montaje por presión inicial del conjunto de
fijación en el sustrato 12, de la misma manera descrita
anteriormente (tal como se muestra en la Figura 14), seguido de la
conexión temporal del perno 28 o de otro componente de fijación al
sustrato. Una lengüeta 56 que se proyecta lateralmente en el anillo
adhesivo 16 es, a continuación, encendida por medio de una cerilla
58 o similar para encender la mecha 54. Según arde la mecha 54, el
oxidizador y el polímero incrustados se descomponen en una reacción
exotérmica para generar la energía calorífica que activa y/o cura
rápidamente el agente ligante, de la misma manera descrita
anteriormente.
Las Figuras 15 a 16 ilustran todavía otra forma
preferente alternativa de la invención en la que una fuente de
calor pirotécnica o pirogénica no está incrustada en el interior del
anillo adhesivo 16, sino que por el contrario está montada en un
lado frontal de la pieza fija base para aplicar la energía
calorífica, conducida a través de la pieza fija base, al agente
ligante. De nuevo, en aras de la simplicidad de la descripción, los
componentes comunes a los mostrados y descritos anteriormente en
esta memoria en relación a las formas de realización anteriores, se
identifican mediante números de referencia idénticos. En esta forma
de realización, la fuente de calor pirogénica se proporciona en
forma de un anillo de calentamiento 52, portado en la pieza fija
base 14 en un lado frontal de la misma, y que aplica energía
calorífica a través de la pieza fija base 14 al agente ligante 16.
En esta versión, la pieza fija base 14 está realizada en un material
conductor de calor, tal como un metal seleccionado.
Este conjunto de fijación modificado (Figuras 15
a 16) está diseñado para un montaje inicial por presión en el
sustrato 12, de la misma manera que la descrita anteriormente, e
incluye un medio de fijación temporal, tal como el clavo para
hormigón 36 ejemplar o similar, para la conexión temporal de la
cabeza del perno 30 al sustrato. Este colapsa parcialmente el
muelle 20 para forzar la pieza fija base 14 positivamente contra el
sustrato 12, todo ello como se ha descrito anteriormente, durante la
duración del tiempo de curado del agente ligante. Resulta
importante que, durante este tiempo de curado, la fuente de calor 54
sea encendida de manera adecuada por medio de una cerilla 58 o
similar, unida a una lengüeta del anillo de calentamiento 56 para
quemar el oxidizador y el polímero en el interior del anillo de
calentamiento 54, creando de esta manera la reacción exotérmica
deseada para suministrar energía calorífica a través de la pieza
fija base 14 al agente ligante 16, para activar y/o curar
rápidamente el agente ligante.
Una cantidad de modificaciones y mejoras
adicionales en el conjunto de fijación adhesiva mejorado de la
presente invención resultarán evidentes para los expertos en la
materia. Por ejemplo, mientras que la invención se ha mostrado y
descrito en relación a diversos tipos específicos de estructuras de
fijación, los expertos en la materia reconocerán y apreciarán que
pueden utilizarse una gran variedad de dispositivos y estructuras
de fijación alternativas.
Claims (21)
1. Conjunto de fijación adhesiva que
comprende:
un primer componente de fijación que define una
superficie base;
un elemento activado por calor que incluye un
agente ligante curable montado en dicha superficie base, siendo
dicho agente ligante para la fijación de dicho primer componente de
fijación a un sustrato;
un segundo componente de fijación, portado por
dicho primer componente de fijación, que se desplaza entre una
primera posición y una segunda posición, respectivamente retraída
del sustrato y avanzada hacia el sustrato, cuando dicho elemento
activado por calor montado en dicha superficie base de dicho primer
componente de fijación es apoyado contra el sustrato;
un elemento de fijación para asegurar, por lo
menos temporalmente, dicho segundo componente de fijación al
sustrato, cuando dicho elemento activado por calor montado en dicha
superficie base de dicho primer componente de fijación se encuentra
apoyado contra el sustrato con dicho segundo componente de fijación
en dicha segunda posición;
un elemento muelle que reacciona entre dicho
primer componente de fijación y dicho segundo componente de fijación
para forzar dicha superficie base de dicho primer componente de
fijación con una fuerza positiva contra el sustrato cuando dicho
segundo componente de fijación se encuentra en dicha segunda
posición; y
una fuente de calor para suministrar energía
calorífica a dicho elemento activado por calor para curar
rápidamente dicho agente ligante.
2. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 1 en el que dicha fuente de calor comprende un
elemento de calentamiento con una resistencia eléctrica.
3. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 2 en el que dicha fuente de calor está incrustada en
el interior de dicho elemento activado por calor.
4. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 2 en el que dicha fuente de calor es montada en dicho
primer componente de fijación.
5. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 4 en el que dicho primer componente de fijación está
elaborado en un material conductor de calor, y además en el que
dicha fuente de calor es montada en dicho primer componente de
fijación en un lado del mismo opuesto a dicha superficie base.
6. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 2 que además incluye medios de control para el
suministro pulsante de energía eléctrica a dicha fuente de
calor.
7. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 1 en el que dicha fuente de calor comprende una
fuente de calor pirogénica.
8. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 7 en el que dicha fuente de calor comprende un
oxidizador y un polímero.
9. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 8 en el que dicha fuente de calor está incrustada en
el interior de dicho elemento activado por calor.
10. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 8 en el que dicho primer componente de fijación está
elaborado en un material conductor de calor, y además en el que
dicha fuente de calor es montada en dicho primer componente de
fijación en un lado del mismo opuesto a dicha superficie base.
11. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 1 en el que dicho elemento de fijación comprende un
clavo puntiagudo.
12. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 11 en el que dicho clavo comprende un clavo para
hormigón.
13. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 1 en el que dicho elemento de fijación comprende un
material adhesivo.
14. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 1 en el que dicho primer componente de fijación
comprende una pieza fija base que define dicha superficie base de
forma generalmente anular que circunscribe una cavidad central, y
además en el que dicho segundo componente de fijación incluye una
cabeza alargada posicionada en el interior de dicha cavidad central
que se mueve entre dicha primera posición y dicha segunda
posición.
15. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 14 en el que dicho elemento de fijación es portado
por dicha cabeza alargada de dicho segundo componente de
fijación.
16. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 14 en el que dicho segundo elemento de fijación
comprende un cierre que incluye un mango alargado que se extiende
desde dicha cabeza alargada a través de un puerto central formado
en dicha pieza fija base.
17. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 16 en el que dicho puerto central presenta una forma
no circular, y además en el que dicho mango incluye un hombro con
una forma no circular, similar a la anterior, que se extiende a
través de dicho puerto central para impedir la rotación relativa de
dicho segundo componente de fijación con respecto a dicha pieza
fija base.
18. Conjunto de fijación adhesiva que
comprende:
un primer componente de fijación que define una
superficie base para recibir un agente ligante curable para una
fijación de dicho primer componente de fijación al sustrato:
un segundo componente de fijación portado por
dicho primer componente de fijación que se desplaza entre dicha
primera posición y dicha segunda posición, respectivamente retraída
del sustrato y avanzada hacia el sustrato, cuando dicho primer
componente de fijación es apoyado contra el sustrato;
un elemento de fijación para asegurar, por lo
menos temporalmente, dicho segundo componente de fijación al
sustrato, cuando dicha superficie base de dicho primer componente de
fijación está apoyado contra el sustrato con dicho segundo
componente de fijación en dicha segunda posición;
un elemento muelle que reacciona entre dicha
primera posición y dicha segunda posición para forzar dicha
superficie base de dicho primer componente de fijación con una
fuerza positiva contra el sustrato cuando dicho segundo componente
de fijación se encuentra en dicha segunda posición; y
una fuente de calor pirogénica para suministrar
energía calorífica a dicho elemento activado por calor para curar
rápidamente dicho agente ligante.
19. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 18 que además incluye una mecha acoplada a dicha
fuente de calor pirogénica.
20. Conjunto de fijación adhesiva de la
reivindicación 19 en el que dicho elemento activado por calor
incluye una lengüeta, que se extiende hacia fuera lateralmente, que
incluye dicha mecha.
21. Conjunto de fijación adhesiva que
comprende:
un primer componente de fijación que define una
superficie base para recibir un agente ligante curable para la
fijación de dicho primer componente de fijación a un sustrato;
un segundo componente de fijación portado por
dicho primer componente de fijación que se desplaza entre una
primera posición y una segunda posición, respectivamente retraída
del sustrato y avanzada hacia el sustrato, cuando dicho primer
componente de fijación es apoyado contra el sustrato;
un elemento de fijación para asegurar, por lo
menos temporalmente, dicho segundo componente de fijación al
sustrato, cuando dicho elemento activado por calor montado en dicha
superficie base de dicho primer componente de fijación es apoyado
contra el sustrato con dicho segundo componente de fijación en dicha
segunda posición, en el que dicho elemento de fijación comprende un
clavo puntiagudo;
un elemento muelle que reacciona entre dicho
primer componente de fijación y dicho segundo componente de fijación
para forzar dicha superficie base de dicho primer componente de
fijación con una fuerza positiva contra el sustrato cuando dicho
segundo componente de fijación se encuentra en dicha segunda
posición; y
una fuente de calor para suministrar energía
calorífica a dicho elemento activado por calor para curar
rápidamente dicho agente ligante.
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