ES2608891T3

ES2608891T3 - Método para anclar un elemento de unión en un objeto y elemento de unión para ser utilizado en el método

Info

Publication number: ES2608891T3
Application number: ES07845617.5T
Authority: ES
Inventors: Colin Clinch; Marcel Aeschlimann; Mario Lehmann; Laurent Torriani
Original assignee: Woodwelding AG
Current assignee: Woodwelding AG
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2017-04-17
Anticipated expiration: 2027-12-06
Also published as: ES2722055T3; CA2673424C; TR201905394T4; HUE043176T2; JP2013107394A; EP3120992A1; US20140237939A1; EP2121284B1; PL3120992T3; WO2008080238A1; US20140010588A1; EP3120992B1; EP3476573A3; EP2121284A1; LT3120992T; US8550759B2; US20080199249A1; US7765672B2; DK3120992T3; SI3120992T1

Abstract

Un método para anclar un elemento de unión en un objeto con la ayuda de un material termoplástico y vibración mecánica, comprendiendo el método las etapas de: proporcionar una abertura (5) en el objeto, teniendo la abertura (5) una boca (5.1) situada en una superficie del objeto y una pared cilíndrica o ligeramente cónica que se extiende separándose de la boca (5.1), proporcionar un elemento de unión con un extremo proximal (1) y un extremo distal (2) que están separados el uno del otro a lo largo de un eje (A), estando equipado el extremo proximal (1) con una cara de contacto (1.1) que es adecuada para entrar en contacto con una herramienta vibratoria (30) para aplicar al elemento de unión una vibración mecánica y una fuerza de presión, comprendiendo el elemento de unión entre el extremo proximal (1) y el extremo distal (2) una porción de anclaje de pared sustancialmente cilíndrica o ligeramente cónica (3.2) con una superficie circunferencial que comprende el material termoplástico y está equipada con directores de energía (4.2) en forma de nervaduras o protuberancias, proporcionar una porción de obturación cilíndrica o ligeramente cónica (3.1, 30.1) que tiene una superficie circunferencial lisa al no estar equipada con directores de energía, pudiendo ser posicionada coaxialmente esta porción de obturación (3.1, 30.1) sobre un lado proximal de la porción de anclaje de pared (3.2) con una línea de borde (6) o una ranura de borde (6.1) entre las mismas, en el que una sección transversal de la porción de obturación (3.1, 30.1) es una envoltura de una sección transversal de la porción de anclaje de pared (3.2) y en el que la sección transversal de la porción de obturación (3.1, 30.1) tiene una forma correspondiente a la forma de una sección transversal de la boca (5.1) y es más grande que esta última, de manera que puede ser insertada de manera forzada dentro la boca (5.1), resultando en un ajuste a presión, posicionar un extremo distal de la porción de anclaje de pared (3.2) dentro o sobre la boca (5.1) y la porción de obturación (3.1, 30.1) sobre un extremo proximal de la porción de anclaje de pared (3.2) e insertar de manera forzada la porción de anclaje de pared (3.2) y al menos una porción distal de la porción de obturación (3.1, 30.1) a través de la boca (5.1) mediante la aplicación de vibración mecánica y una fuerza paralela al eje (A) del elemento de unión por lo que el material termoplástico sobre la superficie circunferencial de la porción de anclaje de pared (3.2) es licuada al menos parcialmente y es presionada dentro de las paredes de la abertura (5) y en el que se evita que el material licuado salga a través de la boca (5.1) por la porción de obturación (3.1, 30.1).

Description

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DESCRIPCION

Metodo para anclar un elemento de union en un objeto y elemento de union para ser utilizado en el metodo

La invencion se refiere a un metodo para anclar un elemento de union en un objeto y a un elemento de union para ser utilizado en el metodo. El elemento de union comprende un material termoplastico (o un material que tiene un componente termoplastico) y el anclaje se efectua con la ayuda del material termoplastico y vibracion mecanica (por ejemplo, vibracion ultrasonica) a traves de la cual el material termoplastico es licuado, al menos localmente. El elemento de union sirve para conectar un objeto adicional al objeto indicado en el que esta anclado o el elemento de union es parte de un objeto adicional de este tipo.

Se conoce, por ejemplo, por las publicaciones WO 98/42988, WO 00/79137 o US5437750 el anclaje de elementos de union en objetos con la ayuda de un material termoplastico que es licuado por vibraciones mecanicas, y que, en el estado licuado, es presionado dentro de las estructuras superficiales adecuadas en el objeto, con lo que en la re - solidificacion forma una conexion de ajuste positivo con la estructura superficial nombrada y de esta manera ancla el elemento de union en el objeto. El material del objeto en el que el elemento de union debe ser anclado posee, por ejemplo, una porosidad abierta o la superficie del objeto en una region en la que el anclaje debe ser efectuado comprende una pluralidad de cavidades o salientes correspondientes. El material termoplastico del elemento de union por lo general tiene un modulo de elasticidad que es mayor que 0,5 GPa y, por tanto este material puede ser licuado por las vibraciones mecanicas solo si el contacto con el objeto esta limitado a una pluralidad de pequenas localizaciones (directores de energfa). Esto se consigue, por ejemplo, proporcionando directores de energfa en forma de elementos que sobresalen de una superficie principal del elemento de union y estos elementos sobresalientes se estrechan progresivamente a un borde o punta.

En muchos casos en los que un elemento de union esta anclado en un objeto con la ayuda de un material termoplastico y vibracion mecanica, se proporciona una abertura en el objeto y se desea que el elemento de union este anclado, ya sea en las paredes de la abertura o en las paredes y en el fondo de la abertura. El anclaje en las paredes de la abertura se consigue generalmente por el dimensionamiento del elemento de union y de la abertura de tal manera que la circunferencia de una seccion transversal del elemento de union, incluyendo los directores de energfa, sea algo mayor que la circunferencia correspondiente de la seccion transversal de la abertura, de manera que cuando se introduce el elemento de union dentro de la abertura, la circunferencia del elemento de union es presionada, al menos localmente, (directores de energfa) contra la pared de la abertura.

En particular, si se desea el anclaje en las paredes de la abertura en la proximidad inmediata de la boca de la abertura, a menudo sucede que el material licuado inter - penetra en la superficie del objeto en la proximidad de la abertura y pequenas cantidades de material sobresalen sobre esta superficie. Este efecto difumina los contornos de la abertura y / o del elemento de union en la region de la boca de tal manera que estos contornos no aparecen tan mtidos como puede ser deseable por varias razones. En particular, si una cara proximal del elemento de union que esta anclado en una abertura proporcionada en el objeto, debe estar a ras con la superficie del objeto, es deseable principalmente por razones esteticas que la circunferencia del elemento de union y de la abertura esten claramente definidas, es decir, que no esten difuminadas en absoluto.

El anclaje en la proximidad inmediata de la boca de la abertura es deseado en muchos casos y es necesario si el objeto es muy delgado o si la abertura es muy poco profunda. Este es, por ejemplo, el caso si el objeto es un tablero de tipo sandwich con capas exteriores delgadas y una capa interior, en el que el anclaje es posible solo en las capas exteriores. Un ejemplo de un tablero de este tipo es el llamado tablero de nucleo hueco que comprende capas exteriores de madera o de un material similar a la madera y una capa interior esta constituida, por ejemplo, por una estructura de tipo panal de carton, en la que el anclaje indicado no es posible.

El objeto de la invencion es crear un metodo para anclar un elemento de union en un objeto y un elemento de union para ser utilizado en el metodo, en el que para anclar el elemento de union, se proporciona una abertura en el objeto, en el que el elemento comprende un material termoplastico (o un material que tiene un componente termoplastico) y el anclaje se consigue mediante la licuacion del material termoplastico por medio de vibracion mecanica que se aplica al elemento de union cuando es insertado de manera forzada en el interior de la abertura. El metodo de anclaje y el elemento de union de acuerdo con la invencion son para permitir anclar el elemento de union en la pared de la abertura, en particular en las inmediaciones de una boca de la abertura en la que los contornos de la boca y el elemento de union en el nivel de la boca deben permanecer mtidos cuando el elemento de union es anclado como en el anclaje anterior.

Este objeto se consigue por el metodo de anclaje y el elemento de union como se define en las reivindicaciones independientes correspondientes. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.

Para anclar el elemento de union en una pared sustancialmente cilmdrica o ligeramente conica (que tiene una seccion transversal redonda o no redonda) de una abertura en el objeto, extendiendose esta pared alejandose de la boca de la abertura, el elemento de union comprende una porcion de anclaje de pared sustancialmente cilmdrica o ligeramente conica que esta adaptada en lo que se refiere a la forma y tamano a la pared nombrada y cuya

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superficie circunferencial comprende el material termoplastico y esta equipada con directores de ene^a, es dedr, con nervaduras y / o protuberancias que se estrechan progresivamente hacia el exterior en bordes o puntas mas o menos afilados. Para el anclaje, esta region de anclaje de pared, cuya seccion transversal es ligeramente mayor que la seccion transversal de la boca y de la pared de la abertura, es insertada de manera forzada a traves de la boca por medio de la aplicacion de vibracion mecanica (por ejemplo, vibracion ultrasonica) a un extremo proximal del elemento de union y al mismo tiempo insertando de manera forzada la porcion de anclaje de pared del elemento de union a traves de la boca de la abertura. De este modo el material termoplastico de la superficie circunferencial de la porcion de anclaje de pared es licuada al menos parcialmente y se presiona dentro de los poros, desigualdades o cavidades espedficamente provistas en las paredes y con la re - solidificacion ancla el elemento de union en las mismas.

Para impedir que el material licuado sobresalga a traves de la boca de la abertura sobre la superficie del objeto en el que se proporciona la abertura, un medio de obturacion es insertado de manera forzada a traves de la boca siguiendo inmediatamente a la porcion de anclaje de pared del elemento de union, el medio de obturacion es de nuevo sustancialmente cilmdrico o ligeramente conico y tiene una seccion transversal que corresponde en forma a la seccion transversal de la boca de la abertura, pero es ligeramente mas grande en seccion transversal que esta ultima, de tal manera que necesita ser insertado de manera forzada dentro de la boca y efectua la obturacion por un ajuste a presion. La superficie circunferencial de los medios de obturacion es lisa para obtener una obturacion efectiva y si los medios de obturacion consisten en el material termoplastico, para prevenir la licuacion de los mismos (no son directores de energfa).

Como se ha mencionado mas arriba, la seccion transversal de los medios de obturacion tiene la misma forma que la seccion transversal de la boca y es en todos los lados ligeramente mayor que esta ultima en aproximadamente 0,1 a 1 mm. Ademas, la seccion transversal de los medios de obturacion recubre la seccion transversal de la porcion de anclaje de pared del elemento de union, es decir, los bordes y las puntas de los directores de energfa proporcionados en la superficie circunferencial de la porcion de anclaje de pared estan a las mismas distancias desde un eje del elemento de union que la parte correspondiente de la superficie circunferencial de los medios de obturacion.

En una realizacion preferida del elemento de union de acuerdo con la invencion, los medios de obturacion son parte del elemento de union, es decir, estan dispuestos contiguos a la porcion de anclaje de pared en el lado proximal de la misma, ya sea directamente o con una ranura estrecha entre ellos, teniendo la region de ranura una seccion transversal mas pequena que la de los medios de obturacion. Sin embargo, los medios de obturacion tambien pueden estar constituidos por el extremo distal de una herramienta que se aplica al extremo proximal del elemento de union para acoplar las vibraciones y la fuerza en el elemento de union.

Un elemento de union para ser utilizado en el metodo de acuerdo con la invencion comprende un material termoplastico, preferiblemente con un modulo de elasticidad de mas de 0,5 GPa. El elemento de union comprende, ademas, una porcion de anclaje de pared sustancialmente cilmdrica entre un extremo distal y un extremo proximal separados uno del otro a lo largo de un eje del elemento de union. El elemento de union esta dimensionada de tal manera que, en el elemento de union anclado, la porcion de anclaje de pared esta situada en el interior de la boca de la abertura. La region del extremo proximal comprende una cara de contacto adecuada para estar en contacto con una herramienta vibratoria (por ejemplo, un sonotrodo de un dispositivo ultrasonico), extendiendose esta cara de contacto ventajosamente perpendicular al eje del elemento de union. El material termoplastico forma al menos parte de la superficie circunferencial del elemento de union en la porcion de anclaje de pared. La distancia entre el extremo distal del elemento de union y el extremo proximal de su porcion de anclaje de pared define sustancialmente una profundidad a la que el elemento de union debe ser introducido y anclado dentro de la abertura.

Una realizacion preferida del elemento de union que se utilizara en el metodo de acuerdo con la invencion tambien comprende los medios de obturacion que, como una porcion de obturacion, estan dispuestos coaxialmente contiguos a la porcion de anclaje de pared en su lado proximal, envolviendo la seccion transversal de la porcion de obturacion a la seccion transversal de la porcion de anclaje de pared, en el que la superficie circunferencial de la porcion de obturacion es lisa y la superficie circunferencial de la porcion de anclaje de pared comprende una pluralidad de rebajes que forman entre ellos una pluralidad de elementos de concentracion de energfa, es decir, una pluralidad de elementos en forma de nervaduras o protuberancias que se estrechan progresivamente a bordes o puntas. La superficie circunferencial lisa de la porcion de obturacion y la superficie que contiene el rebaje de la porcion de anclaje de pared se encuentran a lo largo de una lmea de borde o ranura de borde estrecho que se extiende alrededor de la circunferencia del elemento de union, estando adaptada esta lmea o ranura de borde a la forma de la superficie del objeto en el que se proporciona la abertura. Por ejemplo, si la superficie del objeto indicado es uniforme y la abertura se extiende sustancialmente perpendicular a esta superficie, la lmea de borde se extiende en un plano que es perpendicular al eje del elemento de union.

El elemento de union es insertado de manera forzada dentro la boca de la abertura provista en el objeto hasta que la porcion de obturacion haya pasado la boca y se encuentre situada a una distancia de la boca de al menos 0,5 mm, preferiblemente de al menos 1 mm.

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La porcion de obturacion del elemento de union o incluso todo el elemento de union puede consistir en el material termoplastico. La superficie circunferencial lisa de la porcion de obturacion que esta en contacto con la pared de la abertura en el proceso de anclaje no permite la licuacion porque no hay lugares en los que se concentre la energfa de vibracion. Sin embargo, tambien es posible el uso de materiales no termoplasticos o materiales termoplasticos que funden a temperaturas mucho mas altas o metales para la porcion de obturacion y tambien, por ejemplo, para una region de nucleo del elemento de union.

La porcion de anclaje de pared del elemento de union puede continuar hasta el extremo distal de la misma. Alternativamente, el elemento de union puede comprender ademas una region de extremo distal contigua a la porcion de anclaje de pared en su lado distal y que tiene una forma y / o superficie distinta que esta ultima, en el que esta region de eXtremo distal, para poder pasar a traves de la boca de la abertura, tiene una seccion transversal mas pequena que la porcion de anclaje de pared. La porcion de obturacion del elemento de union puede formar el extremo proximal del elemento de union. Alternativamente, el elemento de union puede comprender, ademas, una region de extremo proximal contigua a la porcion de obturacion y tener otra forma y / o superficie distinta de la de esta ultima, en el que esta region de extremo proximal puede tener una seccion transversal mas grande o mas pequena que la porcion de obturacion.

Si el elemento de union se debe anclar dentro de la abertura con su cara proximal a ras con la superficie del objeto en el que esta situada la boca de la abertura, entonces la porcion de obturacion tiene una longitud axial pequena y lleva la cara de contacto proximal. En tales casos, la extension axial de la porcion de obturacion, es decir, la distancia entre la lmea de borde que se ha definido mas arriba y la cara proximal, es preferiblemente de al menos 0,5 mm, preferiblemente de al menos 1 mm.

Es posible tambien que en el metodo de acuerdo con la invencion, la funcion de obturacion sea realizada por una region de extremo distal de una herramienta que se utiliza para presionar el elemento de union dentro de la abertura provista en el objeto y para acoplar la vibracion mecanica al elemento de union. En tales casos, la porcion de anclaje de pared del elemento de union forma su extremo proximal y es forzado con la herramienta hasta justo debajo de la boca de la abertura en el objeto.

El metodo para anclar el elemento de union en el objeto y una pluralidad de realizaciones ejemplares del elemento de union de acuerdo con la invencion se describen en detalle en relacion con las figuras que siguen. En ellas,

las figuras 1A a 1E ilustran una primera realizacion ejemplar del elemento de union de acuerdo con la invencion y el anclaje del mismo en una abertura provista en un objeto, por ejemplo, de un material poroso tal como, por ejemplo, tableros de madera o de partfculas (figura 1A: vista lateral del elemento de union; figura 1B: seccion por la region de anclaje de pared; figura 1C: elemento de union que esta anclado en una abertura provista en el objeto; figuras 1D y 1F: detalle del extremo proximal de la region de anclaje de pared a una escala mayor);

las figuras 2A a 2C ilustran una segunda realizacion ejemplar del elemento de union de acuerdo con la invencion y el anclaje del mismo en una abertura provista en un objeto, por ejemplo, de un material poroso, tal como tableros de madera o de partfculas (figura 2A: vista lateral del elemento de union; figura 2B: seccion transversal de la porcion de anclaje de pared; figura 2C: elemento de union que esta anclado en una abertura provista en el objeto);

las figuras 3A y 3B ilustran una tercera realizacion ejemplar del elemento de union de acuerdo con la invencion y el anclaje del mismo en un tablero de nucleo hueco (secciones axiales; figura 3A: antes del proceso de anclaje; figura 3B:.despues del proceso de anclaje.);

la figura 4 muestra otra realizacion ejemplar del elemento de union de acuerdo con la invencion, siendo particularmente adecuado este elemento de union para ser anclado en un tablero de nucleo hueco. las figuras 5 a 7 muestran tres pares ejemplares de elementos de union y la herramienta para llevar a cabo el metodo de acuerdo con la invencion.

Las figuras 1A a 1C ilustran una primera realizacion ejemplar de un elemento de union de acuerdo con la invencion. La figura 1A es una vista lateral del elemento de union, la figura 1E es una seccion transversal de la porcion de anclaje de pared, y la figura 1C muestra el elemento de union que esta siendo anclado en una abertura de un objeto, por ejemplo, en un tablero de madera 10 o en un tablero de virutas. Las figuras 1D y 1E muestran dos realizaciones diferentes del extremo proximal de la porcion de anclaje de pared del elemento de union.

El elemento de union esta compuesto, por ejemplo, completamente de material termoplastico y comprende un extremo proximal 1 y un extremo distal 2, en el que el extremo proximal y el extremo distal estan distanciados uno del otro a lo largo de un eje de union A. Entre el extremo proximal y el extremo distal, el elemento de union, comprende una region de boca 3. que es la region en la que la porcion de obturacion 3.1 y la porcion de anclaje de pared 3.2 se encuentran. La region de boca 3 es sustancialmente cilmdrica o ligeramente conica y tiene una seccion transversal que es, por ejemplo sustancialmente redonda, como se muestra en la figura 1E. El extremo proximal 1 comprende una cara de contacto 1.1 adecuada para aplicar una herramienta para acoplar al elemento de union las vibraciones mecanicas y una fuerza en la direccion del eje A del elemento de union. El extremo proximal 1 puede comprender tambien medios para fijar el elemento de union a la herramienta o para guiar la herramienta, por

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ejemplo, un rebaje axial 1.2. El extremo distal 2, por ejemplo, esta adaptado a la abertura en la que se debe anclar, siendo la abertura 5 que esta provista en el objeto 10, por ejemplo, un orificio ciego.

La superficie circunferencial de la porcion de obturacion 3.1 es lisa. La superficie circunferencial de la porcion de pared de anclaje 3.2 comprende una pluralidad de rebajes 4.1 (dispuestos, por ejemplo, en un patron regular) y entre los rebajes una pluralidad de elementos de concentracion de energfa 4.2, por ejemplo, en forma de nervaduras axiales 4 que se estrechan progresivamente en bordes mas o menos afilados, que esta a distancias similares del eje de elemento de union que la superficie circunferencial lisa de la porcion de obturacion 3.1. Esto significa que la seccion transversal de la porcion de obturacion envuelve la seccion transversal de la porcion de anclaje de pared 3.2 (incluyendo los elementos de concentracion de energfa) como se ilustra en la figura 1B, que es una seccion transversal de la porcion de anclaje de pared 3.2 vista hacia la porcion de obturacion 3.2. La porcion de obturacion 3.1 y la porcion de anclaje de pared 3.2 se encuentran en una region de boca 3 del elemento de union a lo largo de una lmea de borde 6, que se encuentra, por ejemplo, en un plano perpendicular al eje A del elemento de union.

Para anclar el elemento de union de acuerdo con las figuras 1A y 1B, el orificio ciego (abertura 5) esta provisto en el tablero 10, en el que un eje A' del orificio esta orientado sustancialmente perpendicular a la superficie del tablero 10 y en el que en el orificio, por lo menos la boca 5.1 y una pieza de la pared que se extiende separandose de la boca tienen una seccion transversal cuya forma respectiva esta adaptada a la seccion transversal de la porcion de obturacion 3.1 del elemento de union, pero es ligeramente mas pequena que la ultima (diferencia entre diametros preferiblemente entre 0,2 y 2 mm). Si el elemento de union debe ser anclado no solo en las paredes del orificio, sino tambien en la porcion inferior del orificio 5, la profundidad del orificio es mas pequena que la distancia entre el extremo distal del elemento de union y la lmea de borde 6.

Para ser anclado en la abertura 5, el elemento de union se posiciona en o sobre la boca de la abertura 5 y usando una herramienta adecuada (por ejemplo, el sonotrodo de un dispositivo ultrasonico) que se coloca sobre y se presiona contra la cara de contacto 1.1 del elemento de union, el elemento de union es insertado de manera forzada dentro de la abertura 5 mientras se le hace vibrar. Las nervaduras (elementos de concentracion de la energfa 4.2) son presionadas contra la pared de la abertura y el material termoplastico es licuado allf y es presionado dentro de la estructura porosa de estas paredes. Cuando la porcion de anclaje de pared 3.2 y la lmea de borde 6 han pasado la boca 5.1, el extremo distal de la porcion de obturacion 3.1, que no esta equipado con elementos de concentracion de energfa (superficie circunferencial lisa) es insertado de manera forzada dentro de la boca, en la que debido a la falta de directores de energfa, casi ningun material es licuado de manera que esta porcion de obturacion puede obturar la boca de una manera mtida, como se ilustra en la figura 1C. La lmea de borde 6 que se muestra en la figura 1C como una lmea de puntos y trazos, en la realidad es apenas perceptible despues del proceso de anclaje.

Como se muestra en las figuras 1D y 1E, la lmea de borde 6 puede ser una lmea aguda como se ilustra en la figura 1D o puede ser una ranura estrecha (ranura de borde 6.1) que se extiende entre la porcion de obturacion y la porcion de anclaje de pared y que sirve para acomodar el exceso de material licuado.

Caractensticas alternativas posibles del elemento de union y del metodo de anclaje como se ilustra en las figuras 1A a 1E son, por ejemplo .:

• la seccion transversal de la boca 5.1 y la porcion de obturacion 3.1 no son redondas (vease tambien las figuras 2A a 2C).

• la porcion de obturacion 3.1 tiene una longitud axial considerablemente mas pequena y el elemento de union debe ser insertado de manera forzada dentro de la abertura hasta que la cara de contacto 1.1 o una cara proximal se encuentre a ras con la superficie del tablero 10 (vease tambien las siguientes figuras).

• la porcion de obturacion 3.1 no se extiende hasta el extremo proximal del elemento de union y la

region del extremo proximal 1 esta disenada, por ejemplo, como un accesorio para ser conectada al tablero

10 o a un medio para la fijacion de un accesorio de este tipo.

• los elementos de concentracion de energfa 4.2 de la porcion de anclaje de pared 3.2 no son nervaduras que se extienden axialmente sino nervaduras o elementos en forma de protuberancia orientados de manera diferente (vease tambien las figuras 2A y 2B).

• el elemento de union no consiste totalmente del material termoplastico, sino que comprende, por ejemplo un nucleo hecho de, por ejemplo un metal.

• el elemento de union es hueco (vease tambien las figuras 3A, 3B y 4).

• el objeto en el que se ancla el elemento de union no es un tablero de madera 10 o un tablero de viruta

sino que consiste en otro material poroso (por ejemplo, hormigon, piedra de arenisca, espuma de metal, ceramica sinterizada o metal sinterizado) o consiste en un material no poroso y comprende, al menos en las paredes de la abertura 5. estructuras superficiales adecuadas para ser interpenetradas por el material termoplastico licuado del elemento de union;

• la abertura 5 pasa justo a traves de la junta;

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• el eje A' de la abertura 5 esta orientado con un angulo distinto de un angulo recto con respecto a la superficie de la junta 10 y la lmea de borde 6 del elemento de union se encuentra en un plano con un mismo angulo con relacion al eje A del elemento de union;

• la superficie del objeto en el que se proporciona la abertura no es uniforme sino, por ejemplo, es curvada y la lmea de borde 6 esta curvada de manera similar.

Las figuras 2A a 2C ilustran de la misma manera que las figuras 1A a 1C otra realizacion ejemplar del elemento de union de acuerdo con la invencion y el anclaje del mismo en una abertura 5 provista en un objeto, por ejemplo, en un tablero de madera 10. Como ya se ha mencionado mas arriba, el elemento de union de acuerdo con las figuras 2A a 2C comprende una region de boca cilmdrica con una seccion transversal sustancialmente cuadrada (sin esquinas agudas), siendo los elementos de concentracion de energfa 4.2 de la superficie circunferencial de la porcion de anclaje de pared 3.2 de la region de boca 3, por un lado, protuberancias que se estrechan progresivamente hasta una punta y por otro lado bordes afilados de seccion transversal cuadrada que forman nervaduras que se extienden axialmente. La region del extremo proximal 1 del elemento de union consiste sustancialmente solamente en una cara de contacto 1.1, terminando esta cara de contacto en la porcion de obturacion 3.1, que tiene una longitud axial de al menos 0,5, preferiblemente de al menos 1 mm. El elemento de union es insertado de manera forzada dentro de la abertura 5 a una profundidad tal que la cara de contacto 1.1 esta a ras con la superficie del objeto en el que se proporciona la abertura 5.

La region del extremo distal 2 del elemento de union de acuerdo con las figuras 2A a 2C comprende una reduccion en forma de escalon 2.1 en seccion transversal que esta adaptada a un escalon similar 5.2 en la abertura 5. Esto da como resultado el anclaje no solo en la pared de la abertura 5 en la proximidad de la boca 5.1, sino tambien en el escalon 5.2 y, posiblemente, tambien en la porcion inferior de la abertura 5.

Las figuras 3A y 3B ilustran una realizacion adicional del elemento de union de acuerdo con la invencion y el anclaje del mismo en un tablero de nucleo hueco 20. Ambas figuras 3A y 3B son secciones axiales, en las que la figura 3A muestra el elemento de union antes de ser insertado de manera forzada dentro de la abertura 5 mientras se le hace vibrar y la figura 3B a continuacion.

El tablero de nucleo hueco 20 comprende una primera capa exterior 20.1, por ejemplo, de madera, una segunda capa exterior, por ejemplo, de madera y una capa intermedia 20.3 que consiste, por ejemplo, en un panal de carton. Las capas exteriores primera y segunda tienen, por ejemplo, un grosor de 3 mm, la capa intermedia de 32 mm. El orificio 5 penetra en la primera capa exterior 20.1 y en la capa intermedia 20.3. El elemento de union debe ser anclado en las paredes de la abertura en la primera capa exterior 20.1 y preferiblemente en la superficie interior de la segunda capa exterior 20.2. El elemento de union comprende un tubo central 2.1 que llega hasta el extremo distal 2 del elemento de union. Dentro del tubo central, una pieza de nucleo interior de metal (no mostrada) puede estar dispuesta con una rosca interior para la fijacion a un objeto adicional en el tablero de nucleo hueco 20.

El elemento de union comprende otra vez una porcion de obturacion cilmdrica 3.1 y una porcion de anclaje de pared correspondiente 3.2 que en conjunto forman un collarm en el tubo central de anclaje 2.1. La porcion de obturacion tiene una extension axial de 1 mm y la porcion de anclaje de pared tiene una extension axial de 2,5 mm y su superficie circunferencial esta equipada con rebajes y nervaduras que se extienden axialmente entre los rebajes, en el que la profundidad de los rebajes es de al menos 0,2, preferiblemente 0,3 mm.

El tubo central 2.1 tiene un diametro menor que la region de boca 3 y se estrecha progresivamente hasta un borde 21 que constituye el extremo distal 2 del elemento de union.

El elemento de union de acuerdo con las figuras 3A y 3B se posiciona en la boca del orificio 5, en el que las dimensiones del elemento de union y del orificio se hacen coincidir de tal manera que la porcion de anclaje de pared 3.2 se asienta sobre la boca 5.1 cuando el elemento de union se posiciona, pero puede ser insertado de manera forzada dentro de la boca cuando se aplica la vibracion y la fuerza paralela al eje A, y de tal manera que el borde 21 toca la superficie interior de la segunda capa exterior 20.2, cuando se posiciona el elemento de union. El elemento de union es insertado de manera forzada a continuacion dentro de la abertura 5, con lo que el material termoplastico es licuado en el area del borde 21, lo cual ancla el elemento de union en la segunda capa exterior 20.2 del tablero de nucleo hueco 20 y en el area de la porcion de anclaje de pared 3.2 que ancla el elemento de union en las paredes de la abertura a traves de la primera capa exterior 20.1 del tablero de nucleo hueco 20.

Para guiar el elemento de union y para mejorar el anclaje en la segunda capa exterior (20.2), un orificio ciego o pasante puede ser proporcionado en la misma, alineandose el eje de este orificio con el eje del orificio en la primera capa exterior (20.1).

El elemento de union es insertado de manera forzada dentro de la abertura 5 hasta que la cara de contacto 1.1 del mismo esta a ras con la superficie exterior de la primera capa exterior 20.1 del tablero de nucleo hueco 20, es decir, hasta que la lmea de borde 6 se encuentre situada a 1 mm dentro de la boca. Los experimentos muestran que cuando se retira la herramienta vibratoria de la cara de contacto 1.1, los contornos del elemento de union y de la

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boca tal como se ve desde la superficie exterior de la primera capa exterior 20.1 del tablero de nucleo hueco 20, no estan difuminados en absoluto, sino que son tan mtidos como antes del proceso de anclaje.

El tablero de nucleo hueco 20 de acuerdo con las figuras 3A y 3B comprende una capa intermedia 20.3 que comprende, por ejemplo, una estructura de nido de abeja de carton. Otras capas intermedias de tableros de nucleo hueco similares conocidas son plasticos espumados y otros materiales similares. Sin embargo, tambien es ventajoso usar los elementos de union como separadores unicos entre las capas exteriores primera y segunda 20.1 y 20.2, de tal manera que la capa intermedia 20.3 esta constituida por nada mas que una pluralidad de tales elementos de union. Si el tablero es relativamente pequeno, todos los elementos de union pueden estar colocados en lugares en los que otros objetos (por ejemplo, accesorios, bisagras, otros tableros de nucleo hueco) van a ser fijados sobre el tablero. Si el tablero es mas grande, es ventajoso proporcionar mas elementos de union, en el que algunos de los elementos de union sirven unicamente como separadores.

Para la fabricacion de un tablero de nucleo hueco cuya capa intermedia 20.3 esta constituida unicamente por elementos de union como se ha descrito mas arriba, antes de la introduccion y el anclaje de los elementos de union, se deben proporcionar las aberturas correspondientes a traves de la primera capa exterior y las dos capas exteriores

20.1 y 20.2 deben ser posicionadas a la distancia deseada una de la otra.

Un tablero de nucleo hueco cuya capa intermedia 20.3 esta constituida unicamente por elementos de union como se ha descrito mas arriba, por ejemplo, puede ser utilizado como una encimera de mesa, en la que en las localizaciones en las que las patas de la mesa deben ser incorporadas a la parte inferior de la encimera de mesa, el tablero de nucleo hueco comprende elementos de union que estan equipados con medios para unir las patas, por ejemplo con roscas interiores en las que se puede atornillar un perno roscado o con una abertura interior adecuada en la que un saliente correspondiente de la pata de la mesa se pueden encolar. Dependiendo de la rigidez de las capas exteriores 20.1 y 20.2 del tablero de nucleo hueco que forma la encimera de mesa, en las localizaciones de fijacion de las patas y en el tamano total de la encimera de mesa, se pueden ser proporcionar inserciones adicionales en otros lugares, ademas de las localizaciones de fijacion de las patas, o no.

La figura 4 muestra una ultima realizacion ejemplar del elemento de union de acuerdo con la invencion. Lo mismo que el elemento de union de acuerdo con las figuras 3A y 3B, el elemento de union de acuerdo con la figura 4 es particularmente adecuado para ser anclado en las dos capas exteriores de un tablero de nucleo hueco de manera que la cara de contacto 1.1 que constituye el extremo proximal del elemento de union esta a ras con la superficie exterior de la primera capa exterior del tablero de nucleo hueco. La region entre la porcion de anclaje de pared 3.2 y el extremo distal 2 comprende un tubo central 2.1 y alas radiales 2.2 que se extiende radialmente dentro de los huecos de la porcion de anclaje de pared 3.2 y alcanza axialmente mas alla del extremo distal del tubo central 2.1 y tiene un grosor que se hace mas pequeno hacia el extremo distal. La porcion de obturacion 3.1 junto con la porcion de anclaje de pared 3.2, cuyas superficies circunferenciales estan equipadas de la misma manera que se ha descrito mas arriba para el elemento de union de acuerdo con las figuras 3A y 3b, forman juntos un collarm en el tubo central

2.1 y cubren las alas 2.2 que salen del extremo proximal del tubo central abierto 2.2.

Cuando el elemento de union de acuerdo con la figura 4 esta anclado en un tablero de nucleo hueco como se ha descrito sustancialmente en relacion con las figuras 3A y 3B, un objeto adicional se puede fijar al tablero de nucleo hueco por medios adecuados, que se ajustan dentro del tubo central del elemento de union. Tambien es posible utilizar la abertura proximal del tubo central para la introduccion de un saliente correspondiente en una cara distal de una herramienta vibratoria, permitiendo de esta manera el guiado del elemento de union dentro de la abertura por la herramienta.

El elemento de union de acuerdo con la figura 4 demuestra que puede ser anclado en un tablero de nucleo hueco con una resistencia a la extraccion que esta en relacion con la cantidad de material en el elemento de union que es superior a otras formas de elementos de union.

Como se ha mencionado ya al principio, ademas de las realizaciones en la que la porcion de obturacion 3.1 es parte del elemento de union como se muestra en todas las figuras 1 a 4, tambien es posible llevar a cabo el metodo de acuerdo con la invencion con un elemento de union cuya porcion de anclaje de pared forma el extremo proximal y con una herramienta cuyo extremo distal esta formado para la funcion de la porcion de obturacion. Tales realizaciones del metodo de acuerdo con la invencion se ilustran en las figuras 6 y 7. Para una comparacion, la figura 5 ilustra de la misma manera el metodo en el que se utiliza un elemento de union con la porcion de obturacion.

La herramienta 30 para ser utilizada en el metodo de acuerdo con la invencion es, por ejemplo, un sonotrodo de un dispositivo ultrasonico y comprende una cara distal 31 adaptada a la cara de contacto del elemento de union de una manera conocida per se y adecuada para una transferencia suave de la vibracion desde la herramienta 30 al interior del elemento de union y para el acoplamiento de una fuerza de la herramienta en el interior del elemento de union.

De acuerdo con la figura 5, el elemento de union comprende en la manera que se ha descrito mas arriba una porcion de obturacion 3.1 y una porcion de anclaje de pared 3.1 que se encuentran a lo largo de una lmea de borde 6 en una region de la boca 3 del elemento de union. Cuando la funcion de obturacion que se ha descrito mas arriba es

asumida por la porcion de obturacion 3.2 que es parte del elemento de union, la cara distal de la herramienta 30 no necesita tener la misma forma y tamano que la cara proximal del elemento de union. Puede ser, por ejemplo, mas pequena como se muestra en la figura 5.

5 De acuerdo con las figuras 6 y 7, la funcion de obturacion es asumida por una porcion distal (o de obturacion) 30.1 de la herramienta 30, que para que sea adecuada para la funcion de obturacion tiene que ser formada como se ha explicado mas arriba para la porcion de obturacion 3.1 del elemento de union. De acuerdo con la figura 6, la cara distal 31 de la herramienta 30 se coloca contra el extremo proximal de la porcion de anclaje de pared 3.2 del elemento de union. El elemento de union y la herramienta 30 deben ser introducidos de manera forzada dentro de la 10 abertura hasta la lmea de borde 6 entre el elemento de union o su porcion de anclaje de pared (3.2), respectivamente, y la herramienta 30 habra alcanzado una posicion mas alla de la boca. Esto significa que cuando se retira la herramienta, la cara proximal del elemento de union se situara en una posicion a distinto nivel de la superficie del objeto 33, pero ligeramente mas profunda dentro de la abertura (al menos aproximadamente 0,5 mm). Lo mismo ocurre con el metodo que se ilustra en la figura 7 con la diferencia de que, analogamente a la realizacion 15 que se ha mostrado en la figura 1E, se proporciona una ranura de borde estrecha 6.1 entre la porcion de anclaje de pared 3.2 y la porcion distal o de obturacion 30.1 de la herramienta 30, siendo la porcion de ranura parte del elemento de union y soporta la cara proximal del elemento de union. Para que sea adecuada para llevar a cabo la funcion de obturacion, la cara distal 31 de la herramienta 30 necesita ser mayor que la porcion de la ranura por la profundidad de la ranura.

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Los materiales termoplasticos adecuados para el elemento de union son, por ejemplo ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), PA (poliamida), ASA (acrilonitrilo estireno acrilato) o PS (poli estireno).

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REIVINDICACIONES

1. Un metodo para anclar un elemento de union en un objeto con la ayuda de un material termoplastico y vibracion mecanica, comprendiendo el metodo las etapas de:

proporcionar una abertura (5) en el objeto, teniendo la abertura (5) una boca (5.1) situada en una superficie del objeto y una pared cilmdrica o ligeramente conica que se extiende separandose de la boca (5.1), proporcionar un elemento de union con un extremo proximal (1) y un extremo distal (2) que estan separados el uno del otro a lo largo de un eje (A), estando equipado el extremo proximal (1) con una cara de contacto

(1.1) que es adecuada para entrar en contacto con una herramienta vibratoria (30) para aplicar al elemento de union una vibracion mecanica y una fuerza de presion, comprendiendo el elemento de union entre el extremo proximal (1) y el extremo distal (2) una porcion de anclaje de pared sustancialmente cilmdrica o ligeramente conica (3.2) con una superficie circunferencial que comprende el material termoplastico y esta equipada con directores de energfa (4.2) en forma de nervaduras o protuberancias,

proporcionar una porcion de obturacion cilmdrica o ligeramente conica (3.1, 30.1) que tiene una superficie circunferencial lisa al no estar equipada con directores de energfa, pudiendo ser posicionada coaxialmente esta porcion de obturacion (3.1, 30.1) sobre un lado proximal de la porcion de anclaje de pared (3.2) con una lmea de borde (6) o una ranura de borde (6.1) entre las mismas,

en el que una seccion transversal de la porcion de obturacion (3.1, 30.1) es una envoltura de una seccion transversal de la porcion de anclaje de pared (3.2) y en el que la seccion transversal de la porcion de obturacion (3.1, 30.1) tiene una forma correspondiente a la forma de una seccion transversal de la boca (5.1) y es mas grande que esta ultima, de manera que puede ser insertada de manera forzada dentro la boca (5.1), resultando en un ajuste a presion,

posicionar un extremo distal de la porcion de anclaje de pared (3.2) dentro o sobre la boca (5.1) y la porcion de obturacion (3.1, 30.1) sobre un extremo proximal de la porcion de anclaje de pared (3.2) e insertar de manera forzada la porcion de anclaje de pared (3.2) y al menos una porcion distal de la porcion de obturacion (3.1, 30.1) a traves de la boca (5.1) mediante la aplicacion de vibracion mecanica y una fuerza paralela al eje (A) del elemento de union por lo que el material termoplastico sobre la superficie circunferencial de la porcion de anclaje de pared (3.2) es licuada al menos parcialmente y es presionada dentro de las paredes de la abertura (5) y en el que se evita que el material licuado salga a traves de la boca (5.1) por la porcion de obturacion (3.1, 30.1).
2. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la seccion transversal de la porcion de obturacion (3.1, 30.1) en todos los lados es mayor entre 0,1 y 1 mm que la seccion transversal de la boca (5.1).
3. Metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que la porcion de anclaje de pared

(3.2) y la porcion de obturacion (3.1, 30.1) son insertadas de manera forzada dentro de la abertura (5) hasta que la lmea de borde (6) o ranura de borde (6.1) haya alcanzado una posicion al menos 0,5 mm mas alla de la boca (5.1).
4. Metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la porcion de obturacion (3.1) es parte del elemento de union, y en el que el elemento de union esta disenado de tal manera que puede ser insertado de manera forzada dentro de la abertura (5) hasta que una cara proximal (1.1) del mismo esta a ras con una superficie del objeto en el que se proporciona la abertura (5).
5. Metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la porcion de anclaje de pared

(3.2) forma el extremo proximal del elemento de union y la porcion de obturacion (30.1) se encuentra dispuesta en el extremo distal de una herramienta (30) que se utiliza para la aplicacion de vibracion y de fuerza al elemento de union.
6. Metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la porcion de anclaje de pared

(3.2) y una porcion de la ranura de borde (6.1) forman el extremo proximal del elemento de union y en el que la porcion de obturacion (30.1) esta dispuesta en el extremo distal de una herramienta (30) que se utiliza para la aplicacion de vibracion y de fuerza al elemento de union.
7. Metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el objeto comprende un material poroso o la abertura (5) comprende unas paredes con una estructura de superficie adecuada para formar una conexion de ajuste positivo con el material termoplastico.
8. Metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el objeto es un tablero de nucleo hueco (20) que comprende unas capas exteriores primera y segunda (20.1 y 20.2) y una capa intermedia (20.3), en el que la abertura (5) penetra en la primera capa exterior (20.1) y en la capa intermedia (20.2), en el que la porcion de anclaje de pared (3.2) del elemento de union tiene una extension axial que es menor que el grosor de la primera capa exterior (20.1), y en el que la distancia entre el extremo distal (2) del elemento de union y un extremo distal de la porcion de anclaje de pared (3.2) se corresponde con un grosor de la capa intermedia (20.3), de manera que el elemento de union es anclado ademas en la segunda capa exterior ( 20.2), en el que la porcion de obturacion (3.1) es parte del elemento de union y en el que una extension axial de la porcion de obturacion (3.1) y la porcion de

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anclaje de pared (3.2) juntas tienen un grosor sustancialmente igual al grosor de la primera capa exterior (20.1) del tablero de nucleo hueco (20)
9. Un elemento de union para ser anclado en una abertura (5) dispuesta en un objeto con la ayuda de un material termoplastico y de vibracion mecanica, comprendiendo el elemento de union:

un extremo proximal (1) y un extremo distal (2), estando distanciados el extremo proximal y el extremo distal uno del otro en la direccion de un eje (A),

una cara de contacto (1.1) en el area del extremo proximal (1), siendo adecuada la cara de contacto (1.1) para ponerse en contacto con una herramienta vibratoria (30) para aplicar al elemento de union una vibracion mecanica y una fuerza paralela al eje (A),

una porcion de anclaje de pared (3.2) y una porcion de obturacion (3.1) contigua a un lado proximal de la porcion de anclaje de pared (3.2), estando situadas las citadas dos porciones entre el extremo proximal y el extremo distal (1 y 2), en el que la porcion de obturacion (3.1) es cilmdrica o ligeramente conica y tiene una superficie circunferencial lisa al no estar equipada con directores de energfa,

y una region de extremo distal contigua a la porcion de anclaje de pared en su lado distal y que tiene otra forma y / o de la superficie que la ultima, en el que la region de extremo distal tiene una seccion transversal mas pequena que la porcion de anclaje de pared,

en el que la porcion de anclaje de pared (3.2) tiene una superficie circunferencial que comprende el material termoplastico y esta equipada con una pluralidad de rebajes (4.1) y directores de energfa (4.2) entre los rebajes (4.1), teniendo los directores de energfa (4.2) la forma de nervaduras o protuberancias, en el que una seccion transversal de la porcion de obturacion (3.1) envuelve una seccion transversal de la porcion de anclaje de pared (3.2) y en el que la porcion de obturacion (3.1) y la porcion de anclaje de pared (3.2) se encuentran en una lmea de borde (6 ) o en una ranura de borde (6.1).
10. El elemento de union de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que el elemento de union esta compuesto totalmente de material termoplastico.
11. El elemento de union de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 o 10, en el que la porcion de obturacion (3.1) constituye el extremo proximal (1) del elemento de union, y en el que la extension axial de la porcion de obturacion (3.1) es de entre 0,5 y 2 mm .
12. El elemento de union de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11 y que comprende, ademas, un tubo central, en el que la porcion de obturacion (3.1) y la porcion de anclaje de pared (3.2) forman juntas un collarm alrededor del tubo central, en el que en el area del extremo distal (2) una pluralidad de alas radiales (2.2) estan fijadas al tubo central (2.1) sobresaliendo estas alas mas alla del tubo central (2.1) en el extremo distal (2) del elemento de union.
13. El uso de un elemento de union de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 para ser anclado en un tablero de nucleo hueco.
14. Un tablero de nucleo hueco que comprende una primera capa exterior (20.1) con aberturas (5), una segunda capa exterior (20.2), una capa intermedia (20.3) y una pluralidad de elementos de union de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 que estan anclados en paredes de las aberturas (5) de la primera capa exterior (20.1) y en la segunda capa exterior (20.2).
15. El tablero de nucleo hueco de acuerdo con la reivindicacion 14, en el que los elementos de union estan situados en localizaciones en las que otros objetos estaran o estan unidos al tablero de nucleo hueco (20).