ES2595244T3

ES2595244T3 - Clavija de expansión

Info

Publication number: ES2595244T3
Application number: ES13744640.7T
Authority: ES
Inventors: Guillaume Vivier; Hugues OBAME OBAME
Original assignee: Saint Gobain Placo SAS
Current assignee: Saint Gobain Placo SAS
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2033-06-26
Also published as: FR2992697B1; PL2867545T3; DK2867545T3; CA2876973A1; WO2014001721A1; EP2867545A1; FR2992697A1; CN104541070A; US9631661B2; US20150233409A1; CN104541070B; EP2867545B1

Abstract

Clavija de expansión (10) para la fijación en una pared, que comprende: un tornillo (1) que tiene un cabezal (2) y un vástago (3) provisto de una rosca (31), un cuerpo de la clavija (4) adecuado para recibir el vástago (3) del tornillo, el cuerpo de la clavija (4) comprende: - un collarín (55) destinado a estar dirigido hacia el cabezal (2) del tornillo, - una parte que forma una tuerca (69; 8) apta para cooperar con la rosca (31) del tornillo, - una parte de expansión (6, 7) deformable entre el collarín y la parte que forma una tuerca, siendo apta la parte que forma la tuerca (69; 8) para avanzar en dirección del collarín (55), deformando la parte de expansión (6, 7) desde un estado inicial de inserción en una pared hacia un estado desplegado, bajo la acción de atornillado de un tornillo en la parte que forma la tuerca (69; 8), caracterizada porque la parte de expansión (6, 7) comprende una membrana (6) de material polímero, que comprende un mandrinado interno (61) de recepción del vástago (3) del tornillo, estando provistas cada una de las superficies periféricas interna (62) y externa (64) de la membrana (6) de una pluralidad de ranuras longitudinales (63, 65) repartidas circunferencialmente y abiertas radialmente, que aumentan la superficie circunferencial de la membrana, y porque en la configuración montada de la clavija en un orificio (41) de una pared (40), con el collarín (55) apoyado contra una primera cara (40A) de la pared y la parte de expansión (6, 7) que desemboca en una segunda cara (40B) de la pared, la parte de expansión en estado desplegado forma una superficie de contacto (S0) continua con respecto a la segunda cara (40B) y a una sección (Σ1 ) de soporte de la carga, transversalmente al eje (X1 ) del tornillo (1), que es globalmente decreciente desde la superficie de contacto (S0 ) hacia la parte que forma una tuerca (69; 8).

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

DESCRIPCION

Clavija de expansion

El presente invento se refiere a una clavija de expansion, para la fijacion en una pared, y de la utilizacion de tal clavija.

Sabemos fijar una pieza sobre una pared de espesor pequeno, tal como una plancha de yeso, con la ayuda de una clavija de expansion que comprende un tornillo y un cuerpo de clavija deformable. Bajo el efecto de un atornillado, del tornillo en una parte taladrada del cuerpo de la clavija, o mediante la utilizacion de un util espedfico, el cuerpo de la clavija se deforma desde un estado inicial de insercion en la pared hasta un estado desplegado en la pared o en la parte de atras de la pared. En su estado desplegado, el cuerpo de la clavija asegura el anclaje del tornillo con respecto a la pared.

Existen varios tipos de clavijas de expansion conocidos que difieren por la estructura de sus cuerpos de clavija.

En un primer tipo de clavija conocido, el cuerpo de la clavija comprende una pluralidad de patillas mecanicas alargadas, que estan repartidas circunferencialmente alrededor del vastago del tornillo. Estas patillas metalicas estan previstas para plegarse y abatirse contra la cara trasera de la pared, estando repartidas en estrella. El contacto entre las patillas metalicas del cuerpo de la clavija y la cara trasera de la pared, que esta constituida generalmente por un material menos ngido, tiende a fragilizar la pared, lo que penaliza la resistencia al arranque de la clavija. La resistencia al arranque de este tipo de clavija esta limitada generalmente por la superficie de las patillas metalicas.

Otro tipo de clavija conocido, tal como el descrito en la patente US 2 918 841 A, comprende un cuerpo de clavija tubular de material plastico que comprende una pluralidad de hendiduras longitudinales repartidas circunferencialmente. Estas hendiduras definen una pluralidad de bandas, que son deformables helicoidalmente durante el atornillado del tornillo en una parte taladrada del cuerpo. Las bandas deformadas helicoidalmente entran en contacto con la cara trasera de la pared en unas zonas de pliegues salientes. Debido a la rigidez del material plastico constitutivo del cuerpo, estas zonas de pliegues sobresalientes provocan un entrante y una fragilizacion de la pared, que tiende a disminuir la resistencia al arranque de la clavija. Ademas, las bandas deformadas helicoidalmente forman un disco de soporte de la carga detras de la pared. Ahora bien, con una geometna tal, existe un riesgo de extrusion de la parte taladrada del cuerpo a traves del orificio de la pared cuando se aplica un esfuerzo de arranque en la zona del cabezal del tornillo, lo que limita igualmente la resistencia al arranque de la clavija.

Son estos inconvenientes los que pretende, particularmente, remediar el invento proponiendo una clavija de expansion para la fijacion en una pared, especialmente en una plancha de yeso, que presenta una resistencia al arranque mejorada con respecto a las clavijas del estado de la tecnica.

A estos efectos, el invento tiene por objeto una clavija de expansion para la fijacion en una pared, que comprende un tornillo que tiene un cabezal y un vastago provisto de una rosca, y un cuerpo de la clavija dispuesto para recibir el vastago del tornillo comprendiendo el cuerpo de la clavija:

- un collarm destinado a estar dirigido hacia el cabezal del tornillo,

- una parte que forma la tuerca apta para cooperar con la rosca del tornillo,

- una parte de expansion deformable entre el collarm y la parte que forma la tuerca,

siendo apta la parte que forma la tuerca para avanzar en direccion del collarm, deformando la parte de expansion desde un estado inicial de insercion en una pared hasta un estado desplegado, bajo la accion de un atornillado del tornillo en la parte que forma la tuerca, caracterizada porque la parte de expansion comprende una membrana de un material polfmero, que comprende un mandrinado interno de recepcion del vastago del tornillo estando provistas cada una de las superficies perifericas interna y externa de la membrana de una pluralidad de ranuras longitudinales repartidas en la circunferencia y abiertas radialmente, que aumentan la superficie de circunferencia de la membrana, y porque la configuracion montada de la clavija en un orificio de una pared, con el collarm apoyandose contra una primera cara de la pared y la parte de expansion que desemboca en una segunda cara de la pared, la parte de expansion en estado desplegado forma una superficie de contacto continuo con la segunda cara de la pared y tiene una seccion de soporte de la carga, transversalmente al eje del tornillo, que es decreciente globalmente desde la superficie de contacto hacia la parte que forma la tuerca.

De acuerdo con el sentido del invento, se entiende por seccion de soporte de la carga globalmente decreciente el hecho de que la seccion de soporte de la carga:

- sea continuamente decreciente desde la superficie de contacto hacia la parte que forma la tuerca,

- o bien que este compuesta de al menos dos abultamientos superpuestos, siendo superior la seccion transversal maxima de un abultamiento que la seccion transversal maxima del abultamiento que va de la superficie de contacto hacia la parte que forma la tuerca,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Gracias al invento, el volumen disponible del cuerpo de la clavija esta aprovechado de manera optima para soportar la carga en estado desplegado de la parte de expansion. En efecto, gracias a la membrana de material polfmero, la parte de expansion en estado desplegado forma una superficie de contacto con la cara trasera de la pared, lo que garantiza una superficie importante de absorcion de la carga. En particular, frente a la clavija con patillas metalicas del estado de la tecnica que presenta una superficie de contacto discreta detras de la pared, la clavija segun el invento permite, para un mismo radio de la superficie de contacto, aumentar el area de contacto, lo que disminuye los esfuerzos de cizalla soportados por la pared. De manera ventajosa, la membrana es relativamente ngida de tal manera que asegura una buena absorcion de la carga, teniendo al mismo tiempo un contacto suave con la pared. Las ranuras longitudinales permiten obtener un nivel elevado de deformacion, y en consecuencia una expansion suficiente de la membrana. Hay que observar igualmente que con la clavija segun el invento, con respecto a la clavija con patillas metalicas, no es necesario tener radios tan importantes en la superficie de contacto para alcanzar un mismo nivel de disminucion de los esfuerzos, pues el beneficio en el area de contacto compensa la disminucion del radio de la superficie de contacto. Por otra parte, la seccion de soporte de la carga de la parte de expansion en estado desplegado tiene una forma globalmente troncoconica entre la superficie de contacto y la parte que forma la tuerca, en donde la base mayor del cono esta definida por la superficie de contacto. Esta geometna troncoconica con una seccion globalmente decreciente a partir de la superficie de contacto es optima para redirigir la carga soportada por la superficie de la pared hacia la parte que forma la tuerca. Esto tiene como efecto una respuesta mas fuerte del cuerpo de la clavija, que permite evitar la extrusion de la parte que forma la tuerca a traves del orificio de la pared, unida a una flexion del disco de soporte de la carga.

Segun una caractenstica ventajosa, la seccion de soporte de la carga de la parte de expansion en estado desplegado esta centrada sobre el eje del tornillo. Tal configuracion asegura un buen reparto de la carga, lo que mejora la resistencia al arranque de la clavija.

De manera ventajosa, la clavija comprende unos medios de guiado de la deformacion de la parte de expansion desde el estado inicial al estado desplegado, que aseguran que la seccion de soporte de la carga de la parte de expansion en estado desplegado es globalmente decreciente desde la superficie de contacto hacia la parte que forma la tuerca.

En un modo de realizacion del invento, los medios de guiado de la deformacion de la parte de expansion comprenden al menos dos zonas de union circunferenciales en las cuales al menos algunas ranuras longitudinales de la membrana estan cerradas, siendo decreciente la dimension longitudinal de cada tramo definido entre dos zonas de union sucesivas desde el collarm hacia la parte que forma la tuerca. Esta disposicion permite guiar la formacion de abultamientos de la membrana en el transcurso de la deformacion de la parte de expansion, en donde los abultamientos tienen una seccion transversal decreciente que va desde la superficie de contacto hacia la parte que forma la tuerca gracias a la dimension longitudinal decreciente del tramo definido entre las zonas de union.

En otro modo de realizacion del invento, los medios de guiado de la deformacion de la parte de expansion comprenden un penmetro de la membrana que decrece desde el collarm hacia la parte que forma la tuerca. La deformacion de la membrana es tanto mas importante cuanto mayor es su penmetro interno y/o externo. Por consiguiente, la estructura de la membrana con un penmetro decreciente en direccion a la parte que forma la tuerca grna, en el transcurso de la deformacion de la parte de expansion, la formacion de un perfil de la membrana con seccion transversal decreciente que va desde la superficie de contacto hacia la parte que forma la tuerca.

Preferentemente la membrana esta constituida por un material elastomero que tiene un comportamiento ngido cuando aumenta su deformacion. De esta manera, se realiza un compromiso entre, por una parte, una deformacion elevada de la membrana cuando la parte de expansion pasa del estado inicial de insercion al estado desplegado y, por otra parte, una contribucion elevada de la membrana al soporte de la carga en estado desplegado de la parte de expansion.

De manera ventajosa, la parte de expansion comprende un revestimiento deformable posicionado alrededor de la membrana de tal manera que grna o confina la deformacion de la membrana, estando unido este revestimiento a la parte que forma la tuerca. A tftulo de ejemplo, el revestimiento deformable puede presentarse bajo una forma analoga a un cuerpo de clavija con patillas metalicas del estado de la tecnica, estando entonces la membrana insertada en el interior de este cuerpo. En estado desplegado de la parte de expansion, la membrana llena el espacio libre entre las patillas metalicas frente a la cara trasera de la pared, lo que aumenta la resistencia al arranque de la clavija con respecto al caso en el que solo las patillas metalicas aseguran la absorcion de la carga.

Segun una caractenstica ventajosa, los medios de guiado de la deformacion de la parte de expansion comprenden unos motivos longitudinales de revestimiento, adecuados para guiar la deformacion del revestimiento de tal manera que se ensancha a partir de la parte que forma la tuerca.

Segun otra caractenstica ventajosa, los medios de guiado de la deformacion de la parte de expansion comprenden dos zonas de plegado circunferenciales del revestimiento que delimitan una porcion de apoyo contra la segunda cara de la pared en estado desplegado de la parte de expansion.

Segun una caractenstica, el revestimiento es de material metalico.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

En un modo de realizacion, la parte que forma la tuerca es una porcion de la membrana que es roscable por el tomillo. Como variante, la parte que forma la tuerca puede ser un elemento unido, solidario con la parte de expansion.

Segun un aspecto del invento, la parte de expansion del cuerpo de la clavija y la parte que forma la tuerca son solidarios el uno con el otro por engarce.

Segun una caractenstica, la clavija comprende unos medios de bloqueo en rotacion del cuerpo de la clavija con respecto a la pared en posicion de apoyo del collann contra la pared o contra una pieza a fijar sobre la pared.

En un modo de realizacion, el cuerpo de la clavija comprende en elemento de perforacion en su extremo opuesto al collann. La clavija es ahora auto-taladradora. Permite fijar una pieza sobre una pared sin tener que agujerear previamente un orificio en la pared, simplemente accionando el tornillo de la clavija en rotacion con la ayuda de un util de atornillado clasico. Con el fin de permitir la perforacion y a continuacion la deformacion de la parte de expansion al accionar en rotacion el tornillo, la clavija comprende unos medios de solidarizacion entre el tornillo y el cuerpo de la clavija que son separables por un par, aplicado entre el tornillo y el cuerpo de la clavija, superior o igual a un par predeterminado. El par predeterminado debe ser superior especialmente al par necesario para perforar la pared e inferior al par para el cual los medios de bloqueo en rotacion del cuerpo de la clavija con respecto a la pared no aseguran ya su funcion.

El invento tiene por objeto igualmente la utilizacion de una clavija tal como la descrita anteriormente para la fijacion en una pared de pequeno espesor, especialmente, un panel de construccion, tal como una plancha de yeso, incluyendo una plancha de yeso reforzada por fibras o provista de capas de fibra, en particular de fibras de vidrio (glass mat); una plancha de cemento; un panel de aglomerado; un panel de madera; un ladrillo hueco. Tales paneles de construccion pueden estar asociados con un panel aislante, en particular el invento puede utilizarse para la fijacion en un panel compuesto formado, a tftulo de ejemplo, por el ensamblaje de una plancha de yeso con un panel de poliestireno expandido, o por el ensamblaje de una plancha de yeso con un panel de espuma de poliuretano.

En particular, un objeto del invento es la utilizacion de una clavija tal como la descrita anteriormente para la fijacion en una plancha de yeso que tiene una densidad volumetrica del nucleo inferior a 650 kg/m3 , preferentemente inferior a 550 kg/m3 . Una plancha de yeso comprende clasicamente una capa de yeso (sulfato calcico deshidratado) llamada nucleo, que esta recubierta sobre cada una de sus caras principales por una lamina de carton, de papel y/o de fibras minerales. Las hojas sobre las caras principales del nucleo sirven a la vez de armazon y de paramento, presentando el compuesto asf formado buenas propiedades mecanicas. La gama de densidad volumetrica del nucleo inferior a 650 kg/m3, preferentemente inferior a 550 kg/m3, corresponde a planchas de yeso ultra-aligeradas, ara las cuales la utilizacion de la clavija conforme con el invento es particularmente ventajosa debido a su resistencia mejorada al arranque.

Finalmente, el invento tiene por objeto un conjunto que comprende una plancha de yeso que tiene una densidad volumetrica del nucleo inferior a 650 kg/m3, preferentemente inferior a 550 kg/m3, y una clavija tal como la descrita anteriormente, que esta fijada o destinada a estar fijada en la plancha de yeso.

Las caractensticas y ventajas del invento apareceran en la descripcion que viene a continuacion de varios modos de realizacion de una clavija de expansion segun el invento, dada unicamente a tftulo de ejemplo y hecha refiriendonos a los dibujos anexos en los cuales:

- la figura 1 es una vista en perspectiva del cuerpo de una clavija conforme a un primer modo de realizacion del invento;

- la figura 2 es un corte segun un plano II de la figura 1 en configuracion montada del cuerpo de la clavija en un orificio de una pared, estando la parte de expansion de la clavija en su estado inicial de insercion, mostrando esta figura igualmente el tornillo de la clavija y una pieza a fijar sobre la pared por medio de la clavija;

- la figura 3 es una vista en perspectiva de la membrana de la parte de expansion del cuerpo de la clavija de las figuras 1 y 2;

- la figura 4 es un corte analogo al de la figura 2, es estado desplegado de la parte de expansion del cuerpo de la clavija, estando entonces la pieza fijada sobre la pared;

- la figura 5 es una vista analoga a la de la figura 3, que muestra a la membrana de la parte de expansion para una clavija conforme al segundo modo de realizacion del invento;

- las figuras 5a y 5b son cortes segun las flechas Va y Vb de la figura 5;

- la figura 5c es un corte segun la lmea Vc-Vc de la figura 5;

- la figura 6 es un corte analogo al de la figura 2 para una clavija de acuerdo con un tercer modo de realizacion del invento;

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

- la figura 7 es una vista en perspectiva de la membrana de la parte de expansion del cuerpo de la clavija de la figura

6;

- la figura 8 es una vista en perspectiva analoga a la de la figura 1 del cuerpo de una clavija conforme con un cuarto modo de realizacion del invento;

- la figura 9 es un corte segun el plano IX de la figura 8 en configuracion montada del cuerpo de la clavija en un orificio de una pared, estando la parte de expansion del cuerpo de la clavija en su estado inicial de insercion, mostrado esta figura igualmente el tornillo de la clavija y una pieza a fijar sobre la pared por medio de la clavija;

- la figura 10 es una vista en perspectiva de la tuerca de la clavija de la figura 9;

- la figura 11 es un corte analogo al de la figura 9 para una clavija conforme a un quinto modo de realizacion del invento;

- la figura 12 es una vista en perspectiva de la pieza a fijar sobre la pared mostrada en la figura 11;

- la figura 13 es una vista en perspectiva de la pieza de la figura 12 en el transcurso de la fijacion sobre la pared por medio de dos clavijas tales como las mostradas en la figura 11;

- la figura 14 es una vista segun la flecha XIV de la figura 13;

- la figura 15 es una vista segun la flecha XV de la figura 13;

- la figura 16 es un corte analogo al de la figura 2 para una clavija conforme con un sexto modo de realizacion del invento;

- la figura 17 es una vista en perspectiva analoga a la de la figura 1 del cuerpo de una clavija conforme con un septimo modo de de realizacion del invento;

- la figura 18 es un corte segun el plano XVIII de la figura 17 en configuracion montada de la clavija en un orificio de una pared, en estado desplegado de la parte de expansion del cuerpo de la clavija;

- la figura 19 es una vista en perspectiva del revestimiento de la parte de expansion para una clavija conforme a un octavo modo de realizacion del invento, en el que el revestimiento esta en una configuracion correspondiente al estado inicial de insercion de la parte de expansion; y

- la figura 20 es una vista en perspectiva analoga a la de la figura 19, en la que el revestimiento esta en una configuracion correspondiente al estado desplegado de la parte de expansion.

En el primer modo de realizacion representado en las figuras 1 a 4, la clavija de expansion 10 conforme con el invento esta destinada a fijar una pieza sobre una pared de pequeno espesor. La clavija 10 comprende un tornillo 1 y un cuerpo de clavija 4 deformable. El tornillo 1, cuyo eje longitudinal con la referencia X1 , comprende un cabezal 2 y un vastago 3 provisto de una rosca 31. El cuerpo de la clavija 4 es de forma alargada centrada sobre un eje X4 y es adecuado para recibir el vastago 3 del tornillo, estando los ejes X1 y X4 superpuestos.

Como se ve en la figura 1, el cuerpo de la clavija comprende una membrana 6 de forma alargada de material elastomero, que comprende un mandrinado interno 61 de recepcion del vastago 3 del tornillo. Uno de los extremos 6A de la membrana 6 es un tope contra un capuchon 5 que comprende un mandrinado central 51. El mandrinado 51 esta situado en una prolongacion del mandrinado 61 de la membrana, de tal manera que el vastago del tornillo puede ser recibido sucesivamente en los mandrinados 51 y 61. En su extremo opuesto a la membrana, el capuchon 5 esta provisto de un collarm 55, una de cuyas caras 55A esta destinada a estar dirigida hacia el cabezal 2 del tornillo. En las proximidades de la otra cara 55B del collarm 55, el capuchon comprende una serie de aletas anti- rotacion 59 repartidas circunferencialmente.

El cuerpo de la clavija comprende igualmente un revestimiento externo 7 de material metalico, que esta situado alrededor de la membrana 6 y del capuchon 5, extendiendose desde la cara 55A del collarm hasta las proximidades del extremo 6B de la membrana opuesto al extremo 6B. Uno de los extremos 7A del revestimiento 7 esta fijado por pinzado contra la cara 55B del collarm 55. El revestimiento 7 esta igualmente embutido alrededor de la membrana 6, al nivel de una porcion 76 cercana al otro extremo 7B del revestimiento, lo que solidariza la membrana con el revestimiento al mismo tiempo que inmoviliza la membrana que se apoya contra el capuchon 5. El engarce del revestimiento 7 al nivel de la porcion 76 crea una porcion ajustada 69 de la membrana 6. Como se ve en la figura 2, el mandrinado 61 de la membrana esta obturado al nivel de esta porcion 69, que forma una porcion perforable por el vastago 3 del tornillo.

El revestimiento 7 comprende unas lumbreras 71 que se extienden paralelamente al eje X4 del cuerpo de la clavija, entre el collarm 55 y la porcion ajustada 76. Las lumbreras definen entre ellas unos brazos metalicos 73 deformables. El revestimiento 7 puede ser fabricado a partir de un troquel metalico plano en el cual las lumbreras 71 estan mecanizadas, tomando a continuacion el troquel metalico una forma cilmdrica con soldadura de sus dos

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

extremos de tal manera que formen un revestimiento 7 tubular. Como variante, el revestimiento puede obtenerse a partir de un tubo metalico en el cual se recortan las lumbreras 71. El revestimiento 7 puede estar constituido totalmente de material metalico, especialmente de acero.

En este primer modo de realizacion, la membrana 6 es tubular, con una seccion transversal constante en toda su longitud. De una manera mas precisa, la membrana 6 presenta una forma de tubo cilmdrico de seccion circular, en la que cada una de las superficies perifericas internas 62 y externas 64 del tubo estan provistas de una pluralidad de ranuras repartidas circunferencialmente. Como se ve en la figura 3, las ranuras 63 de la superficie interna 62 estan abiertas radialmente hacia el mandrinado central 61 del tubo, mientras que las ranuras 65 de la superficie externa 64 estan abiertas radialmente hacia el exterior del tubo. La presencia de las ranuras 63 y 65 aumentan la superficie circunferencial de la membrana 6, y en consecuencia su capacidad de deformacion. De manera ventajosa, la membrana 6 del primer modo de realizacion esta fabricada por extrusion. Preferentemente, la membrana 6 esta constituida por un material elastomero que tiene un comportamiento ngido a medida que aumenta la deformacion, especialmente de terpolfmero etileno-propileno-dieno (EPDM) o de caucho vulcanizado con un aditivo de negro de carbon.

Gracias a sus materiales constitutivos y a sus geometnas, la membrana 6 y el revestimiento 7 son aptos, cuando se ejerce un esfuerzo de aproximacion sobre las porciones de apriete 76 y 69 en direccion del collarm 55, para deformarse radialmente hacia el exterior. La membrana 6 y el revestimiento 7 forman de esta manera la parte de expansion de la clavija 10, que es deformable desde un estado inicial de insercion en una pared, visible en la figura 2, hasta un estado desplegado, visible en la figura 4.

Con el fin de guiar la deformacion de la parte de expansion, la membrana comprende dos series de puntos de union, que definen dos zonas de union circunferenciales 67 y 68 en las cuales las ranuras externas 65 de la membrana estan cerradas. En el estado ensamblado del cuerpo de la clavija 4, las ranuras externas 65 de la membrana estan cerradas igualmente en una tercera zona de union circunferencial 66, correspondiente a la zona de apriete del revestimiento 7. Con el fin de obtener un nivel de deformacion de la membrana 6 globalmente decreciente, desde el extremo 6A hacia la zona de apriete 66, las zonas de union circunferenciales 66, 67 y 68 estan dispuestas de tal manera que la longitud de cada tramo de membrana definido entre dos zonas de union sucesivas es decreciente desde el extremo 6A hacia la zona de engarce 66. De esta manera, como muestra la figura 3, la longitud di del tramo de membrana definido entre el extremo 6A y la zona de union circunferencial 68 es superior a la longitud d2 del tramo de membrana definido entre las zonas de union circunferencial 68 y 67, que es superior a la longitud de3 del tramo de membrana definido entre la zona de union circunferencial 67 y la zona de engarce 66.

La fijacion de una pieza 150 sobre una pared 40 mediante la clavija 10 se efectua de la manera descrita a continuacion, con referencia a las figuras 2 y 4. A tttulo de ejemplo no limitativo, la pared 40 sobre la cual se desea fijar la pieza 150 es una plancha de yeso.

Primeramente, se perfora un orificio 41 en la pared 40 y se inserta el cuerpo de la clavija 4, cuya parte de expansion 6, 7 esta en su estado inicial de insercion, hasta que la cara 55B del collarm 55 se apoya contra la cara delantera 40A de la pared. En esta configuracion, la parte de expansion formada por la membrana 6 y el revestimiento 7 desemboca en la parte trasera de la pared 40b, como se ve en la figura 2. Ademas, las aletas anti-rotacion 59 estan en contacto directo con el material de la pared 40 en las proximidades de la cara delantera 40A, de tal manera que el cuerpo de la clavija 4 esta inmovilizado en rotacion con respecto a la pared.

A continuacion se posiciona la pieza 150 a fijar sobre la pared 40 contra la cara 40A de la pared y la cara 55A del collarm, estando alineado un orificio 151 de la pieza con los mandrinados 51 y 61 del cuerpo de la clavija 4. Se situa entonces el vastago 3 del tornillo en el orificio 151 de la pieza y en los mandrinados 51 y 61, hasta que haga tope el extremo del vastago 3 contra la porcion perforable 69 de la membrana 6. El tornillo es accionado en rotacion en el sentido clasico de atornillado, por la accion de un util en el alojamiento 21 previsto a estos efectos en el cabezal 2 del tornillo, de tal manera que la porcion 69 es atravesada progresivamente por el vastago 3 del tornillo, y perforada por este. La porcion 69 forma de esta manera una tuerca en contacto directo con la rosca 31 del tornillo.

Al proseguir el accionamiento en rotacion del tornillo 1 en el sentido clasico de atornillado, la porcion 69 que forma la tuerca sube a lo largo del vastago 3 del tornillo en direccion al collarm 55, deformando al mismo tiempo la parte de expansion formada por la membrana 6 y el revestimiento 7 desde el estado inicial de insercion hacia en estado desplegado visible en la figura 4. Cuando la parte en expansion esta en estado desplegado, la clavija 10 esta firmemente anclada en la pared 40 y la pieza 150 esta fijada a la pared quedando inmovilizada entre el collarm 55 y el cabezal 2 del tornillo.

En el estado desplegado de la parte en expansion, los brazos 73 del revestimiento 7 estan deformados radialmente hacia el exterior y las lumbreras 71 estan agrandadas. Ademas, la membrana 6 esta comprimida contra la cara trasera 40B de la pared segun un perfil de tres abultamientos. El primer abultamiento, el mas proximo a la cara 40B, esta definido entre la cara 40B, y la zona de union 68 de la membrana y forma una superficie de contacto S0 continua con respecto a la cara trasera 40B. El segundo y el tercer abultamientos estan definidos, respectivamente entre las dos zonas de union 68 y 67 y entre la zona de union 67 y la porcion 69 que forma la tuerca. La superficie de contacto continua Sq con respecto a la cara trasera 40b garantiza una superficie importante de absorcion de la

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

carga. En la practica, en la cara trasera 40B de la pared se apoyan los brazos 73 deformados del revestimiento 7 y las partes de la superficie S0 de la membrana 6 que desembocan entre los brazos 73. En la medida en la que la membrana 6 esta constituida por un material elastomero que presenta un contacto suave con la cara trasera 40b de la pared, y en la que el apoyo de la parte de expansion contra la pared se ejerce principalmente a traves de la membrana y solo marginalmente a traves de los brazos 73 del revestimiento metalico, se limita la degradacion de la cara trasera del la pared. La integridad de la pared 40 al contacto con la parte de expansion esta de esta manera preservada, lo que es importante para obtener una buena resistencia al arranque de la clavija 10.

Como se ve perfectamente en la figura 4, la parte de expansion 6, 7 en estado desplegado tiene una seccion de soporte de la carga, transversalmente al eje X1 del tornillo, que es globalmente decreciente desde la superficie de contacto S0 hacia la porcion 69 que forma la tuerca. En efecto, es la membrana 6 la que soporta principalmente la carga, teniendo e revestimiento 7 una contribucion mas pequena, y la seccion transversal maxima £1 del primer abultamiento de la membrana, el mas proximo a la superficie de contacto S0 es superior a la seccion transversal maxima £3 del tercer abultamiento, el mas proximo a la porcion 69 que forma la tuerca. Esta geometna de seccion globalmente decreciente a partir de la superficie de contacto S0 permite redirigir la carga recibida por la cara trasera 40B de la pared hacia la porcion 69 que forma la tuerca. De manera ventajosa, la deformacion de la parte de expansion se produce de tal manera que la seccion de soporte de la carga esta centrada sobre el eje X1 del tornillo, lo que garantiza una buena redistribucion de la carga alrededor del tornillo.

Gracias a la superficie de contacto continua S0 formada con respecto a la cara trasera 40B de la pared, que tiene un contacto suave con la pared debido al material elastomero constitutivo de la membrana 6, los esfuerzos sufridos en la parte trasera de la pared 40 son limitativos. Esto, combinado con la redireccion de la carga, hacia la porcion 69 que forma la tuerca que resulta de la forma globalmente troncoconica de la membrana 6 en estado desplegado de la parte de expansion, asegura una resistencia al arranque optimizada de la clavija 10.

En el conjunto de los modos de realizacion descritos anteriormente, que son variantes del primer modo de realizacion, los elementos analogos a los del primer modo de realizacion llevan referencias identicas.

La clavija del segundo modo de realizacion representada en la figura 5 difiere de la del primer modo de realizacion unicamente por la geometna de su membrana 6. Como muestra la figura 5, la membrana 6 del segundo modo de realizacion no tiene una seccion transversal constante en toda su longitud pues las ranuras internas 63 y externas 65 de la membrana presentan un gradiente de espesor, segun la direccion longitudinal de la membrana, que es decreciente desde el extremo 6A de la membrana hacia el extremo 6B. El penmetro interno pi de la membrana 6, incluyendo el contorno de cada ranura interna 63, es asf decreciente desde el extremo 6A hacia el extremo 6B. De la misma manera, el penmetro externo p2 de la membrana 6, incluyendo el contorno de cada ranura externa 65, es decreciente desde el extremo 6A hacia el extremo 6B. Esta estructura particular de la membrana 6 permite guiar la deformacion de la parte de expansion para obtener un nivel de deformacion de la membrana 6 globalmente decreciente desde el extremo 6A hacia la zona de engarce 66. De manera ventajosa, la membrana 6 de este segundo modo de realizacion esta fabricada por moldeado, especialmente moldeado por inyeccion del material elastomero constitutivo de la membrana.

La clavija del tercer modo de realizacion representada en las figuras 6 y 7 difiere de la del segundo modo de realizacion unicamente en que la seccion de la membrana 6 es maciza entre la zona de engarce 66 y el extremo 6B. Se aumenta de esta manera la superficie de interaccion entre la rosca 31 del tornillo y la porcion roscable 69 de la membrana, lo que contribuye a hacer mas ngido el cuerpo de la clavija 4 en el estado desplegado de la parte de expansion.

En el cuarto modo de realizacion representado en las figuras 8 a 10, el cuerpo de la clavija 4 comprende una tuerca metalica 8 insertada en la membrana 6 en las proximidades del extremo 6B. La tuerca 8 esta inmovilizada con respecto a la membrana 6 y al revestimiento 7, en rotacion gracias a unos dientes 83 anti-rotacion que se aprietan contra el material de la membrana 6 y en translacion paralelamente al eje X4 del cuerpo de la membrana por engarce del revestimiento 7 alrededor de la tuerca. La tuerca 8 se comporta como la porcion 69 que forma la tuerca de los modos de realizacion precedentes. De una manera mas precisa, la tuerca 8 comprende una rosca interna 81 complementaria de la rosca 31 del tornillo. Bajo la accion de atornillado del tornillo 1, la tuerca 8 es apta para avanzar en direccion del collann 55 deformando la parte de expansion 6, 7 desde un estado inicial de insercion visible en las figuras 8 y 9 hacia un estado desplegado analogo al mostrado en la figura 4.

En este cuarto modo de realizacion, el cuerpo de la clavija 4 puede comprender ademas un elemento de perforacion 9 formado en la continuacion del revestimiento 7, como muestra el punteado de las figuras 8 y 9. En el ejemplo representado en las figuras 8 y 9, el elemento de perforacion 9 se presenta bajo la forma de una sierra. De manera ventajosa, el extremo 33 del vastago 3 del tornillo opuesto al cabezal 2 esta roscado de tal manera que forma una aguja de centrado para la sierra 9. El elemento de perforacion 9 permite convertir a la clavija en auto-taladradora. De esta manera es posible fijar una pieza sobre una pared con la ayuda de la clavija 10 accionando el tornillo 1 en rotacion con la ayuda de un util de atornillado clasico, sin tener que perforar previamente un orificio en la pared con la ayuda de una taladradora.

A estos efectos, se puede intercalar una capa de pegamento 12 entre la perforacion 81 de la tuerca 8 y la rosca 31

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

del tornillo, de tal manera que se solidariza el tornillo 1 con el cuerpo de la clavija 4 para la perforacion de la pared. La capa de pegamento 12 esta adaptada para romper durante la superacion de un par determinado Co, aplicado entre el tornillo 1 y el cuerpo de la clavija 4, que se ajusta en funcion de las propiedades mecanicas de la pared y de los elementos constitutivos del cuerpo de la clavija. En particular, el par predeterminado Co debe ser superior al par necesario para perforar la pared con la sierra 9, e inferior al par mas alla del cual las aletas anti-rotacion 59 no juegan ya su papel de bloqueo en rotacion del cuerpo de la clavija con respecto a la pared. A continuacion de la ruptura de la capa de pegamento 12, el atornillado del tornillo 1 en la tuerca 8 provoca el ascenso de la tuerca a lo largo del vastago 3 del tornillo en direccion del collarm 55 y la deformacion de la parte de expansion 6, 7. Como variante, la solidarizacion, que se libera con la superacion de un par determinado Co entre el tornillo 1 y el cuerpo de la clavija 4 puede obtenerse por otros medios que no sean una capa de pegamento, especialmente mediante una union divisible.

En el quinto modo de realizacion representado en las figuras 11 a 15, la clavija 10 difiere de la del cuarto modo de realizacion unicamente en que los medios de bloqueo en rotacion del cuerpo de la clavija 4 con respecto a la pared 40 no son aletas 59 de anclaje en el material de la pared, sino motivos en relieve 52 previstos sobre la cara 55b del collarm 55 dirigido en la direccion opuesta del cabezal 2 del tornillo, que son aptos para cooperar con unos motivos en relieve 152 complementarios previstos sobre una pieza 150 a fijar sobre la pared. En el ejemplo representado en las figuras 11 a 15, la pieza a fijar sobre la pared 40 es una escuadra 150, uno de cuyos brazos 154 esta destinado a apoyarse contra la pared. El brazo 154 de la escuadra 150 comprende dos orificios 151, estando previstos los motivos 152 de bloqueo en rotacion alrededor de cada orificio 151 sobre una cara 150A del brazo 154 destinado a estar frente a la cara 55B del collarm 55. De manera ventajosa, el brazo 154 comprende, sobre su cara 150B de apoyo contra la pared, unas cunas 153 de inmovilizacion provisional de la escuadra con respecto a la pared 40. Los orificios 151 pueden utilizarse como elementos de centrado durante la perforacion de la pared 40 con la sierra 9. En este caso, no es necesario que el extremo 33 del tornillo forme una aguja de centrado.

De manera particularmente ventajosa, la clavija 10 del quinto modo de realizacion permite fijar la escuadra 150 sobre la pared en una sola etapa en cada punto de fijacion, simplemente accionando el tornillo 1 en rotacion con la ayuda de un util de atornillado clasico, De una manera mas precisa, la fijacion de la escuadra 150 sobre la pared 40 con la ayuda de la clavija 10 se efectua accionando el tornillo 1 en rotacion en el sentido clasico, por la accion de un util en el alojamiento 21 previsto a tal efecto en el cabezal 2 del tornillo. En un primer momento, el par aplicado entre el tornillo 1 y el cuerpo de la clavija 4 es inferior al par determinado C0 de tal manera que el tornillo y el cuerpo de la clavija estan unidos cinematicamente uno a otro. Al poner en rotacion el tornillo 1, se obtiene entonces una rotacion de la sierra 9 y, al poner en contacto la sierra 9 con la pared 40 a traves de un orificio 151 del brazo 154 de la escuadra, esta que esta inmovilizada provisionalmente apoyandose contra la pared 40 gracias a las cunas 153, perfora un orificio 41 en la pared 40 insertando al mismo tiempo el cuerpo de la clavija 4 cuya parte de expansion 6, 7 esta en su estado inicial de insercion.

Cuando la cara 55B del collarm 55 se apoya contra la cara 150A del brazo 154 de la escuadra, los motivos 152 de bloqueo en rotacion previstos sobre el collarm se aprietan contra los motivos complementarios 152 de la escuadra, de tal manera que el cuerpo de la clavija 4 esta inmovilizado en rotacion con respecto a la pared 40. En esta configuracion, la parte de expansion formada por la membrana 6 y el revestimiento 7 desemboca en la cara trasera 40B de la pared, como se ve en la figura 11. El tornillo 1 y el cuerpo de la clavija 4 permanecen solidarios hasta que un par superior o igual al par predeterminado C0 se alcance. Al continuar accionando el tornillo 1 en rotacion y en consecuencia aumentar el par, el tornillo 1 se suelta del cuerpo de la clavija 4, lo que provoca el atornillado del tornillo en la tuerca 8 y el avance de la tuerca 8 en direccion del collarm 55. Esto da como resultado una deformacion de la parte de expansion formada por la membrana 6 y el revestimiento 7 desde el estado inicial de insercion hacia un estado desplegado, en el que se enclava la clavija 10 en la pared 40, quedando entonces fijada la pieza 150 sobre la pared inmovilizada entre la pared 40 y el collarm 55.

En el sexto modo de realizacion representado en la figura 16, el cuerpo de la clavija 4 comprende una columnilla metalica 8'apoyada contra el extremo 6B de la membrana 6. La columnilla 8' esta inmovilizada en translacion y en rotacion, con respecto a la membrana 6 y al revestimiento 7, mediante enganche del revestimiento 7 alrededor de la columnilla 8'. Esta previsto ademas un anillo de engarce 13 para asegurar la solidarizacion de la columnilla 8'con el revestimiento 7. La columnilla comprende una rosca interna 81'complementaria de la rosca 31 del tornillo y es apta para avanzar en direccion del collarm 55 deformando la parte de expansion 6, 7 bajo la accion de un atornillado del tornillo 1.

La clavija del septimo modo de realizacion representada en las figuras 17 y 18 difiere de la del primer modo de realizacion unicamente por su revestimiento 7 que comprende unas lenguetas de plegado al nivel de las lumbreras 71. Estas lenguetas de plegado estan previstas para guiar la deformacion del revestimiento y definir el area de la superficie de contacto S0. De una manera mas precisa, como muestra la figura 12, el revestimiento comprende dos zonas de plegado circunferenciales 73 y 75, que delimitan entre ellas una porcion 74 destinada a apoyarse contra la cara trasera 40B de la pared en estado desplegado de la parte de expansion 6, 7. De esta manera, en el estado desplegado mostrado en la figura 18, el revestimiento 7 tiene una forma sensiblemente troncoconica cuya base mayor esta definida por la porcion 74.

El octavo modo de realizacion representado en las figuras 19 y 20 ilustra una variante de estructura para el

revestimiento 7 del cuerpo de la clavija 4. En este modo de realizacion, el extremo 7B del revestimiento esta formado por una tuerca 8, a partir de la cual se extiende un tubo metalico cuya pared periferica esta plegada a la manera de un abanico segun unas lmeas de plegado 72. Como muestra la figura 20, el tubo metalico es apto para ensancharse a partir de la tuerca 8 al separarse las lmeas de plegado 72. En este modo de realizacion, el revestimiento 7 5 comprende igualmente una serie de dientes repartidos circunferencialmente al nivel del extremo 7B, que permiten convertir a la clavija en auto-perforadora, de manera analoga a la sierra 9 del cuarto y el quinto modos de realizacion.

El invento no esta limitado a los ejemplos descritos y representados. En particular, un elemento de perforacion tal como el descrito en el cuarto y el quinto modos de realizacion puede utilizarse con cualquier clavija conforme con el 10 invento, y en particular con las clavijas de los demas modos de realizacion descritos anteriormente. Ademas, la parte de expansion puede comprender unicamente una membrana, sin que este asociada a ningun revestimiento. La asociacion de una membrana y un revestimiento es sin embargo ventajosa para multiplicar los medios de guiado de la deformacion de la parte de expansion y garantizar que la seccion de soporte de la carga detras de la pared es, en el estado desplegado de la parte de expansion, globalmente decreciente desde la superficie de contacto con 15 respecto a la pared hacia la parte que forma la tuerca.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. Clavija de expansion (10) para la fijacion en una pared, que comprende:

un tornillo (1) que tiene un cabezal (2) y un vastago (3) provisto de una rosca (31), un cuerpo de la clavija (4) adecuado para recibir el vastago (3) del tornillo, el cuerpo de la clavija (4) comprende:

- un collarm (55) destinado a estar dirigido hacia el cabezal (2) del tornillo,

- una parte que forma una tuerca (69; 8) apta para cooperar con la rosca (31) del tornillo,

- una parte de expansion (6, 7) deformable entre el collarm y la parte que forma una tuerca,

siendo apta la parte que forma la tuerca (69; 8) para avanzar en direccion del collarm (55), deformando la parte de expansion (6, 7) desde un estado inicial de insercion en una pared hacia un estado desplegado, bajo la accion de atornillado de un tornillo en la parte que forma la tuerca (69; 8),

caracterizada porque la parte de expansion (6, 7) comprende una membrana (6) de material polfmero, que comprende un mandrinado interno (61) de recepcion del vastago (3) del tornillo, estando provistas cada una de las superficies perifericas interna (62) y externa (64) de la membrana (6) de una pluralidad de ranuras longitudinales (63, 65) repartidas circunferencialmente y abiertas radialmente, que aumentan la superficie circunferencial de la membrana, y porque en la configuracion montada de la clavija en un orificio (41) de una pared (40), con el collarm (55) apoyado contra una primera cara (40A) de la pared y la parte de expansion (6, 7) que desemboca en una segunda cara (40B) de la pared, la parte de expansion en estado desplegado forma una superficie de contacto (So) continua con respecto a la segunda cara (40B) y a una seccion (£1 ) de soporte de la carga, transversalmente al eje (X1 ) del tornillo (1), que es globalmente decreciente desde la superficie de contacto (So ) hacia la parte que forma una tuerca (69; 8)
2. Clavija segun la reivindicacion 1, caracterizada porque la seccion de soporte de la carga (£1) de la parte de expansion (6, 7) en el estado desplegado esta centrada en el eje (X1) del tornillo (1).
3. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque comprende unos medios de guiado de la deformacion de la parte de expansion (6, 7) desde el estado inicial hacia el estado desplegado, que aseguran que la seccion de soporte de la carga (£1) de la parte de expansion en el estado desplegado es globalmente decreciente desde la superficie de contacto (So) hacia la parte que forma una tuerca (69; 8).
4. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los medios de guiado de la deformacion de la parte de expansion (6, 7) comprenden al menos dos zonas de union circunferenciales (66, 67, 68) en las cuales al menos algunas ranuras longitudinales (65) de la membrana (6) estan cerradas, siendo decreciente la dimension longitudinal (d1 ,d2 ,d3 ) de cada tramo definido entre dos zonas de union (66, 67, 68) sucesivas desde el collarm (55) hacia la parte que forma la tuerca (69; 8).
5. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los medios de guiado de la deformacion de la parte de expansion (6, 7) comprenden un perimetro (p1, p2) de la membrana (6) decreciente desde el collarm (55) hacia la parte que forma las tuerca (69; 8).
6. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la membrana (6) es de un material elastomero que tiene un comportamiento rigido cuando aumenta su deformacion.
7. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la parte de expansion (6, 7) comprende un revestimiento (7) deformable situado alrededor de la membrana (6) de tal manera que confina la deformacion de la membrana, estando unido este revestimiento (7) a la parte que forma la tuerca (69; 8).
8. Clavija segun la reivindicacion 7, caracterizada porque los medios de guiado de la deformacion de la parte de expansion (6, 7) comprenden unos motivos longitudinales (71, 72) del revestimiento (7) adecuados para guiar la deformacion del revestimiento de tal manera que se expanda a partir de la parte que forma la tuerca (69; 8).
9. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque los medios de guiado de la deformacion de la parte de expansion (6, 7) comprenden dos zonas de plegado circunferenciales (73, 75) del revestimiento (7) que delimitan una porcion (74) de apoyo contra la segunda cara (40B) de la pared (40) en el estado desplegado de la parte de expansion.
10. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque el revestimiento (7) es de material metalico.
11. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la parte que forma la

tuerca (69; 8) es una porcion (69) de la membrana (6) que es enroscable en el tomillo (1).
12. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la parte que forma la tuerca es un elemento (8) solidario con la parte de expansion (6, 7).
13. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la parte de expansion (6,

5 7) y la parte que forma la tuerca (69; 8) son solidarias por engarce.
14. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende unos medios (59; 52) de bloqueo en rotacion del cuerpo de la clavija (4) con respecto a la pared (40) en posicion de apoyo del collarm (55) contra la pared (40) o contra una pieza (50) a fijar sobre la pared.
15. Clavija segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cuerpo de la clavija

10 (4) comprende un elemento de perforacion (9; 91) en su extremo opuesto al collarm (55).
16. Clavija segun la reivindicacion 15, caracterizada porque la clavija comprende unos medios (12) de solidarizacion entre el tornillo (1) y el cuerpo de la clavija (4) que son separables por medio de un par (C) aplicado entre el tornillo y el cuerpo de la clavija, superior o igual a un par predeterminado (C0).
17. Utilizacion de una clavija (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes para la fijacion en una 15 pared (40) de pequeno espesor, especialmente un panel de construccion, tal como una plancha de yeso, una

plancha de cemento, un panel de aglomerado, un panel de madera, un ladrillo hueco, un panel compuesto formado por el conjunto de una placa de yeso y de un panel aislante de poliestireno expandido o de una espuma de poliuretano.
18. Utilizacion de una clavija (10) segun una cualquiera de as reivindicaciones 1 a 16 para la fijacion en una plancha 20 de yeso que tenga una densidad volumetrica del nucleo inferior a 650 kg/m3, preferentemente inferior a 550 Kg/m3 .
19. Conjunto que comprende una plancha de yeso (40) que tenga una densidad volumetrica del nucleo inferior a 650 Kg/m3 , preferentemente inferior a 550 Kg/m3 , y una clavija (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16 fijada o destinada a ser fijada en la plancha de yeso (40).