ES2527288T3 - Sujetador con roscas endurecidas - Google Patents

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ES2527288T3 ES10781793.4T ES10781793T ES2527288T3 ES 2527288 T3 ES2527288 T3 ES 2527288T3 ES 10781793 T ES10781793 T ES 10781793T ES 2527288 T3 ES2527288 T3 ES 2527288T3
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Abstract

Un sujetador (100) incluyendo: una espiga (104) formada a partir de un material resistente a la corrosión que tiene una porción roscada (102) incluyendo una rosca helicoidal de vueltas múltiples (112) que se extiende hacia fuera de la espiga (104) y formada del material resistente a la corrosión integral con la espiga, caracterizado porque el sujetador incluye además una segunda porción incluyendo una ranura de vueltas múltiples (110) que tiene un paso helicoidal coincidente con dicha rosca helicoidal (112); un componente de rosca (200) que tiene una porción de borde (204) y una porción de base (202), compuesto de un material que tiene una dureza mayor que la espiga (104), enganchando la porción de base (292) la ranura (110) de la segunda porción de la espiga (104) de tal manera que la porción de borde (204) y la rosca (112) formen una sola rosca contigua.

Description

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DESCRIPCIÓN
Sujetador con roscas endurecidas
Antecedentes
Se puede usar una variedad de sujetadores para fijar estructuras en hormigón o mampostería. Los anclajes autorroscantes se forman por lo general de acero al carbono termoendurecido.
El acero inoxidable proporciona buena resistencia a la corrosión, pero carece de la dureza requerida para aplicaciones de sujetadores autorroscantes en hormigón, para trabajos pesados. Dichos sujetadores de trabajos pesados requieren típicamente una dureza muy alta. Un reto principal del uso de acero inoxidable para tales aplicaciones implica la necesidad de endurecer la punta del sujetador a una dureza muy alta con el fin de perforar el hormigón.
Aunque el inoxidable de serie 400 es capaz de termotratamiento y endurecimiento, una vez termotratado, el inoxidable de serie 400 pierde gran parte de sus propiedades de resistencia a la corrosión. En contraposición, el inoxidable de serie 300 tiene resistencia a la corrosión, pero no puede ser termotratado efectivamente para crear la porción autorroscante del sujetador.
Una solución conocida es crear un sujetador bimetal, soldando o uniendo de otro modo una punta de acero al carbono al cuerpo inoxidable. Esta parte bimetal se enrosca posteriormente y luego se endurece la punta de acero al carbono. La solución bimetal es muy cara debido al número de pasos de fabricación que se necesitan.
El documento EP 1498 618 A describe un sujetador y un método según los preámbulos de las reivindicaciones 1 y
11.
Resumen
Un sujetador y un método para hacer un sujetador según la invención se define en las reivindicaciones 1 y 11, respectivamente.
La tecnología, descrita brevemente, incluye un sujetador con roscas endurecidas y un método para fabricar el sujetador. El sujetador está provisto de roscas endurecidas solamente sobre una porción de la espiga de sujetador, en un borde delantero de la espiga. Las roscas endurecidas se usan para crear cortes en el agujero mientras que el equilibrio de las roscas se forma del mismo material que el sujetador propiamente dicho.
Se facilita un método para hacer el sujetador. Se forma una espiga que tiene una porción roscada y una porción incluyendo una ranura. La espiga se forma de un material altamente resistente a la corrosión. Se monta una rosca helicoidal formada de material endurecido en la espiga en la ranura. La rosca helicoidal puede ser endurecida antes del montaje o después de la introducción en la ranura, y se puede fijar en la ranura mediante varias técnicas.
Este resumen se ofrece con el fin de introducir de forma simplificada una selección de conceptos que se describen mejor más adelante en la descripción detallada. Este resumen no tiene la finalidad de identificar elementos clave o características esenciales de la materia reivindicada, ni se ha previsto su uso como ayuda al determinar el alcance de la materia reivindicada.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1A es una vista en perspectiva de una espiga de sujetador y bobina colocada para montaje en la espiga.
La figura 1B es una vista en perspectiva de una espiga de sujetador con la bobina montada.
La figura 2 es una vista en planta de la espiga de sujetador representada en la figura 1.
La figura 3 es una vista ampliada de una porción de la espiga de sujetador representada en la figura 2
La figura 4 es una vista superior de la espiga de sujetador.
La figura 5 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A de la figura 2.
La figura 6 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B de la figura 2.
La figura 7 es una vista en perspectiva de una bobina que tiene una sección transversal y una forma configuradas para enganchar la espiga representada en las figuras 1-6.
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La figura 8 es una vista en planta de la bobina.
La figura 9 es una vista superior de la bobina.
La figura 10 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A de la figura 9.
La figura 11 es una vista en planta de una segunda realización de un sujetador según la tecnología actual.
La figura 12 es una vista en sección parcial cortada de una sección de bobina montada fijada mecánicamente en una ranura.
Descripción detallada
Se facilita un sujetador con roscas endurecidas y un método para fabricar el sujetador. En una realización, el sujetador está provisto de roscas endurecidas solamente sobre una porción de la espiga de sujetador, en un borde delantero de la espiga. Las roscas endurecidas se usan para crear cortes en el agujero mientras que el equilibrio de las roscas se forma del mismo material que el sujetador propiamente dicho. Esto permite fabricar el sujetador a partir de material resistente a la corrosión, mientras que el material endurecido menos resistente a la corrosión se mantiene al mínimo.
En otro aspecto se facilita un método para hacer el sujetador. Se forma una espiga que tiene una porción roscada y una porción incluyendo una ranura. La espiga se forma de un material altamente resistente a la corrosión. Se monta una rosca helicoidal formada de material endurecido en la espiga en la ranura. La rosca helicoidal puede ser endurecida antes del montaje o después de la introducción en la ranura, y se puede fijar en la ranura mediante varias técnicas.
Las figuras 1-10 presentan una primera realización de un sujetador de acero inoxidable con una porción de rosca endurecida adecuada para uso en aplicaciones de anclaje en hormigón. El anclaje incluye por lo general material resistente a la corrosión tal como acero inoxidable, y una bobina 200 formada en un perfil que es idéntico a un perfil de rosca formado en una espiga 100 de un sujetador. Típicamente, la bobina 200 se forma de un material que es más duro que la espiga. En una realización, el material es un metal endurecido, tal como un acero al carbono. Típicamente los metales endurecidos son menos resistentes a la corrosión que el acero inoxidable, pero son más duros y son más capaces de penetrar en hormigón u otro material usado con el sujetador. La bobina 200 se puede formar de otros materiales que tengan una dureza superior a la espiga de acero inoxidable.
Las figuras 1A y 1B ilustran una vista en perspectiva y planta de un sujetador 100 no montado y montado, respectivamente. Se ha formado una espiga resistente a la corrosión 104 incluyendo una primera porción 102 ilustrada en las figuras 1A, 1B y 2 que tiene una rosca continua en espiral 112 con una pluralidad de vueltas alrededor y que se extiende desde el cuerpo 104 de la espiga. La espiga puede tener una cabeza 140 en un extremo de la primera porción. En realizaciones alternativas se puede disponer cualquier número de diferentes tipos de extremos de fijación en lugar de la cabeza 140. La espiga se puede formar usando técnicas de formación de roscas y fileteado donde se forman roscas y ranuras en una pieza en bruto presionando un troquel con forma contra la pieza en bruto
Como se ilustra en las figuras, se ha formado una rosca laminada 112 en la primera porción del sujetador mientras que se ha formado una ranura o canal 110 en la segunda porción de la espiga de sujetador. Como se representa en la figura 3, la porción de canal y la porción de rosca se encuentran en la intersección 115 de las secciones primera y segunda de la espiga 100. La rosca 112 y el canal 110 pueden tener el mismo perfil de vuelta. En una realización, la espiga 104 se ha formado de acero inoxidable de serie 300, tal como acero inoxidable de tipo 316 o 304, para obtener las propiedades de resistencia a la corrosión del acero. Se deberá observar que se puede usar otros materiales resistentes a la corrosión adecuados. El perfil de la rosca 112 se ilustra en la figura 5.
La segunda porción 106 de la espiga incluye el canal 110 de modo que se pueda insertar en él una bobina 200 para formar el sujetador 100. El perfil de canal se ilustra en sección transversal en la figura 6. La bobina 200 se ilustra en las figuras 7-10. La bobina 200 se insertará en el canal y se fijará a la espiga 100 mediante varias técnicas.
La bobina 200 se ha formado incluyendo un número de vueltas suficiente para poder introducir la bobina en el canal 110 desde la intersección 115 al extremo de la espiga 104. Cuando está insertada en la ranura, la bobina 200 forma una sola rosca continua desde un primer extremo de la bobina 201 a un segundo extremo 203, extendiéndose la rosca 112 desde un punto cerca del primer extremo de la espiga a un segundo extremo en la cabeza 140. El número de vueltas dispuestas en la primera porción 102 y la segunda porción 106 de la espiga puede variar de tal manera que el número de vueltas del canal (y una bobina correspondiente para dicho canal) en la segunda porción pueda ser menor, igual o mayor que el número de vueltas de la primera porción.
La bobina 200 tiene una sección de rosca 204 y una sección de base 202. La sección de base tiene un perfil (ilustrado en la figura 10) que acopla con el perfil del canal 110, ilustrado en la figura 6. La sección de base 202 se
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puede formar en forma generalmente trapezoidal, teniendo los lados del trapecio un ángulo incluido alfa total que, en una realización, puede ser de 20 grados, y variar en un rango de 0-60°. El canal 110 se ha formado con un perfil de acoplamiento para recibir la porción 202. El canal 110 tiene una profundidad L similar a la longitud de la sección de base 202. La sección de rosca helicoidal 204 se puede formar de forma generalmente triangular teniendo un ángulo incluido beta total de 40 grados. Beta puede variar en un rango de 40-60°. Como se ilustra en la figura 5, el ángulo incluido total de una rosca 112 es el mismo que la sección de rosca 204. Cada rosca 112 tiene una altura H que es equivalente a la altura H de la sección 204.
En una realización, la bobina se monta en la espiga antes de que tenga lugar el proceso de endurecimiento. En otra realización, la bobina se endurece antes de montar la bobina en la espiga.
Donde el endurecimiento tiene lugar antes de montar la bobina en la espiga, se usa un esquema de montaje a baja temperatura. Por ejemplo, la bobina se puede fijar por una unión mecánica, tal como laminar un borde de la ranura sobre una porción de la bobina a lo largo de la longitud de la bobina, cuya sección transversal se ilustra en la figura
12. Alternativamente, la bobina se puede fijar en la ranura con adhesivo, suelda u otro proceso a baja temperatura. Se puede usar cualquier proceso de endurecimiento adecuado.
Donde se usa un proceso de endurecimiento después de fijar la bobina a la espiga, se puede usar en su lugar un proceso de sujeción tal como soldadura por puntos, MIG u otra de la bobina 200. Los procesos de montaje alternativos incluyen soldadura de resistencia y suelda a temperatura alta. El endurecimiento después de fijar la bobina a la espiga puede tener lugar mediante el uso de un proceso de endurecimiento por inducción, donde la bobina 200 es calentada por inducción y luego se templa o deja enfriar.
Como se ilustra en la figura 10, una sección transversal de la bobina 200, la porción interior de la bobina tiene un perfil similar al del canal o ranura 110. Esto permite el ajuste fijo de la bobina de canal en el canal.
Esta solución de sujetador significa que la única porción del sujetador inoxidable que requerirá tratamiento por calor es la bobina, lo que dará lugar a inmensos ahorros de costos.
La porción de bobina se hace de acero al carbono termotratado endurecido o cualquier material alternativo (metal o no metal) que tenga una dureza superior a la de la espiga. Cuando está unida a la espiga 100, la bobina actúa creando las roscas en el hormigón, introduciendo en el hormigón la rosca 112 montada en el cuerpo.
La bobina endurecida 200 creará realmente las roscas en hormigón; sin embargo, las cargas de anclaje son soportadas por el equilibrio de la espiga y las roscas 112. A efectos de soporte de carga, el soporte de carga puede ignorar el extremo delantero del tornillo donde la bobina está situada, y el soporte de toda la capacidad del anclaje se puede basar en el primer extremo 102 del tornillo.
La figura 11 ilustra otra realización del sujetador. La espiga 104 incluye una sección de borde delantero 108 que tiene un ahusamiento con un diámetro más pequeño hacia el extremo delantero del sujetador 100. Como se ilustra en la figura 11, la espiga 104 tiene un diámetro D3 definido por la superficie de la espiga. La base 110a (figura 6) del canal define un segundo diámetro D2, correspondiente al diámetro interior de la bobina 200 definido por el borde 202a de la porción de base 202. En una realización, la espiga 104 incluye una región 108 que tiene un diámetro decreciente, y el extremo delantero de la bobina tiene un diámetro D, más pequeño que el diámetro D2 del canal en la segunda porción 106 fuera de la región 108, de modo que corresponda al diámetro D definido por la base 110a en la región 108.
Se deberá entender que la cantidad de ahusamiento proporcionada de esta sección de extremo delantera 108, y la reducción correspondiente del diámetro de la bobina, pueden variar de varias formas, incluyendo la longitud, el ahusamiento y el número de vueltas dispuestas en la sección de borde delantero 108.
La figura 12 ilustra otra realización del sujetador donde la sección de bobina 204 se fabrica con una sección de rosca ligeramente más larga de longitud H2 mayor que H, y el canal formado a una profundidad L2 mayor que L. Esto permite que la bobina 200 asiente más baja en el canal 110 y un borde 250 del canal laminado en la bobina a lo largo de toda la longitud de las vueltas de la bobina, o estampado en puntos discretos a lo largo de la longitud de la bobina, para fijar la bobina en el canal 110. Obsérvese que la altura H de la sección de rosca que se extiende por encima de la superficie de la espiga sigue siendo H, equivalente a la altura de la rosca 112 en la primera sección de la espiga.
La figura 13 representa una variación adicional con respecto a la tecnología actual donde la sección de rosca 204a de la bobina 200 se ha interrumpido a intervalos por rebajes 216 para formar dientes de corte 217 con un borde de corte 217a dirigido en la dirección roscada del tornillo. La figura 13 es una vista en sección transversal de la sección de rosca 204a a lo largo de la línea 13-13" en la figura 8. El paso de los dientes de corte se elige, por ejemplo, de tal manera que se obtengan de seis a treinta dientes por vuelta, dependiendo del diámetro. Los rebajes 216 que interrumpen la rosca 204a están diseñados de modo que se forme una superficie plana 218 en la raíz del rebaje, y los flancos de corte 219 definan los dientes 217. Los dientes 217 se pueden formar a lo largo de toda la longitud de
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la bobina entre el primer extremo 201 y el segundo extremo 203, o se pueden formar solamente sobre una parte de la longitud de la bobina, por ejemplo, en el extremo primero o delantero 201.
La realización de la figura 13 se puede formar según las ideas de la Patente de Estados Unidos número 5674035.
5 La tecnología tiene ventajas sobre los sujetadores que tienen una porción de extremo de material endurecido, menos corrosivo, unida al extremo de una espiga. Con sujetadores de punta endurecida soldados, la punta eventualmente menos resistente a la corrosión se corroerá, y la corrosión producida se puede expandir a varios veces el volumen de la punta original, creando una gran cantidad de presión en el hormigón. Por lo tanto, un
10 sujetador con la punta soldada no puede ser usado cerca del borde de un planchón de hormigón porque la presión superará la resistencia del hormigón y ocasionará una rotura del borde que dará lugar a una pérdida de la capacidad de sujeción. Con la tecnología actual, el volumen de material menos resistente a la corrosión es mucho menor, de modo que la corrosión expandida producida crea poca o nula presión.
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Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un sujetador (100) incluyendo:
    5 una espiga (104) formada a partir de un material resistente a la corrosión que tiene una porción roscada (102) incluyendo una rosca helicoidal de vueltas múltiples (112) que se extiende hacia fuera de la espiga (104) y formada del material resistente a la corrosión integral con la espiga, caracterizado porque el sujetador incluye además una segunda porción incluyendo una ranura de vueltas múltiples (110) que tiene un paso helicoidal coincidente con dicha rosca helicoidal (112);
    10 un componente de rosca (200) que tiene una porción de borde (204) y una porción de base (202), compuesto de un material que tiene una dureza mayor que la espiga (104), enganchando la porción de base (292) la ranura (110) de la segunda porción de la espiga (104) de tal manera que la porción de borde (204) y la rosca (112) formen una sola rosca contigua.
    15
  2. 2. El sujetador (100) de la reivindicación 1 donde el material resistente a la corrosión incluye un acero inoxidable de serie 300 y el componente de rosca incluye acero al carbono.
  3. 3. El sujetador (100) de la reivindicación 1, donde el número de vueltas en la primera porción (102) es menor que el 20 número de vueltas en la segunda porción.
  4. 4. El sujetador (100) de la reivindicación 1, donde el número de vueltas de la primera porción (102) es igual al número de vueltas de la segunda porción.
    25 5. El sujetador (100) de la reivindicación 1, donde el canal (110) incluye paredes ahusadas correspondientes a paredes ahusadas de dicha porción de base (202).
  5. 6. El sujetador (100) de la reivindicación 1, donde el componente de rosca (200) incluye acero al carbono endurecido
    antes de enganchar la espiga (104). 30
  6. 7. El sujetador (100) de la reivindicación 1, donde el componente de rosca (200) se endurece después de enganchar la espiga (104).
  7. 8. El sujetador (100) de la reivindicación 1, donde el componente de rosca (200) se fija mecánicamente en una 35 ranura en la segunda porción de la espiga (104).
  8. 9.
    El sujetador (100) de la reivindicación 1, donde el componente de rosca (200) está soldado a la espiga (104).
  9. 10.
    El sujetador (100) de la reivindicación 1, donde la espiga (104) incluye un borde delantero ahusado y el
    40 componente de rosca (200) incluye una bobina de vueltas múltiples montada en una ranura (110) formada en la segunda porción, incluyendo cada vuelta de la bobina un diámetro correspondiente a un diámetro de la ranura formada en la segunda porción y un diámetro de la ranura en el borde ahusado.
  10. 11. Un método para fabricar un sujetador autorroscante resistente a la corrosión (100), incluyendo:
    45 formar una espiga (104) que tiene una porción roscada (102) y un canal (110), incluyendo la porción roscada (102) una rosca helicoidal de vueltas múltiples (112) que se extiende hacia fuera de la espiga (104) a un borde y que tiene una relación de vuelta, caracterizado porque el canal (110) incluyendo múltiples vueltas correspondientes a la relación de vuelta y siendo coincidente con las roscas, incluyendo la espiga (104) un material resistente a la
    50 corrosión; y
    montar una bobina helicoidal de vueltas múltiples (200) que tiene un borde y una base y compuesta de un material de acero al carbono en la espiga (104), enganchando la base el canal (110), formando el borde de la bobina una rosca contigua con el borde de la porción roscada.
    55
  11. 12.
    El método de la reivindicación 11, incluyendo endurecer la bobina (200) antes de dicho montaje.
  12. 13.
    El método de la reivindicación 12, donde el montaje incluye montar mecánicamente la bobina (200) en la espiga
    (104). 60
  13. 14.
    El método de la reivindicación 13, incluyendo endurecer la bobina (200) después de dicho montaje.
  14. 15.
    El método de la reivindicación 14, donde dicho endurecimiento incluye endurecimiento por inducción.
    6
ES10781793.4T 2009-11-18 2010-11-18 Sujetador con roscas endurecidas Active ES2527288T3 (es)

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