ES2616657T3 - Sistema de anclaje con un elemento de manguito y un elemento de expansión - Google Patents

Abstract

Sistema de anclaje para el anclaje en un orificio perforado, que comprende lo siguiente: un elemento de manguito, que se compone al menos en parte de plástico, para la inserción en un orificio perforado, un elemento de expansión (10) con una sección roscada (12), que puede atornillarse en el elemento de manguito, siendo el elemento de expansión (10) adecuado para expandir radialmente el elemento de manguito durante un atornillado, caracterizado porque la sección roscada (12) presenta un paso de rosca que se modifica a lo largo de la sección roscada (12).

Description

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DESCRIPCION

Sistema de anclaje con un elemento de manguito y un elemento de expansion Campo de la invencion

La presente invencion se situa en el campo de la tecnica de anclaje y de union. En particular, se refiere a un sistema de anclaje con un elemento de manguito y un elemento de expansion para el anclaje en un orificio perforado.

Antecedentes de la invencion

Por el estado de la tecnica se conocen sistemas de anclaje con elementos de expansion y elementos de manguito a partir de plastico y procedimientos correspondientes para el anclaje en una base de anclaje, por ejemplo hormigon o mamposterla.

Para la produccion de un anclaje con un sistema de anclaje de este tipo se inserta en primer lugar el elemento de manguito, por ejemplo una espiga, en un orificio perforado en la base de anclaje. A continuation se atornilla el elemento de expansion, por ejemplo un tornillo de acero, con una section roscada en el elemento de manguito. Habitualmente, el elemento de expansion tiene un diametro exterior, por ejemplo un diametro de nucleo, que es al menos por secciones mas grande que el diametro interior del elemento de manguito. Debido a este exceso durante el atornillado se desplaza plastico del elemento de manguito radialmente hacia el exterior, de modo que se genera una presion de expansion con la que el elemento de manguito se presiona contra la pared de orificio perforado.

La resistencia a la extraction, que tiene que superarse para extraer el elemento de manguito del orificio perforado se determina de manera fundamental mediante la presion de expansion y mediante los coeficientes de friction entre el elemento de manguito y la pared de orificio perforado. El coeficiente de friccion depende tanto del material de la base de anclaje y del elemento de manguito como del acabado superficial de la pared de orificio perforado y de la superficie exterior del elemento de manguito.

Mediante un aumento del exceso del diametro del elemento de expansion frente al diametro interior del elemento de manguito, la presion de expansion y, con ello, la resistencia a la extraccion no puede aumentarse, sin embargo, de manera discrecional, ya que se aumenta al mismo tiempo tambien el aporte de calor al plastico. Mediante el aporte de calor pueden perjudicarse las propiedades del plastico, lo que limita, a su vez, el aumento de la resistencia a la extraccion.

Por el documento EP 1895173 A2 se conoce un tornillo de expansion para un manguito de espiga ensanchable. El tornillo de expansion comprende una seccion roscada que presenta, ademas de una primera espira de rosca que se extiende mas alla de esta seccion, una espira de rosca adicional.

Por el documento EP 0171745 A1 se conoce un kit de montaje compuesto por una espiga de expansion de plastico y un tornillo de fijacion. El tornillo de fijacion presenta diferentes secciones roscadas que pueden diferenciarse, por ejemplo, por diferentes diametros exteriores o por que una de las secciones roscadas posee una rosca delgada recortada, aunque la otra seccion roscada esta configurada como rosca trapezoidal.

Sumario de la invencion

La presente invencion tiene por objetivo poner a disposition un sistema de anclaje con un elemento de manguito y un elemento de expansion, con el que pueden generarse mayores resistencias a la extraccion que con sistemas de anclaje comparables del estado de la tecnica. Otro objetivo consiste en indicar un procedimiento para la fijacion de un objeto en una base de anclaje que usa un sistema de anclaje de este tipo.

Este objetivo se soluciona mediante un sistema de anclaje de la reivindicacion 1 y mediante un procedimiento segun la reivindicacion 14. En las reivindicaciones dependientes se indican perfeccionamientos ventajosos y formas de realization.

El sistema de anclaje de acuerdo con la invencion comprende un elemento de manguito y un elemento de expansion. El elemento de manguito se compone al menos en parte de plastico y puede insertarse en un orificio perforado. El elemento de expansion presenta una seccion roscada que puede atornillarse en el elemento de manguito, siendo el elemento de expansion adecuado para expandir radialmente el elemento de manguito durante el atornillado. La seccion roscada tiene un paso de rosca que se modifica a lo largo de la seccion roscada.

Cuando la seccion roscada del elemento de expansion se atornilla en el elemento de manguito, el elemento de manguito se expande no solo en direction radial, sino que se tensa adicionalmente en direction axial debido al paso de rosca que se modifica a lo largo de la seccion roscada. Esta tension que actua en direccion axial del elemento de manguito puede conducir a un acortamiento del elemento de manguito, por lo que puede generarse una expansion adicional que puede conducir a un aumento adicional de la presion de expansion.

La tension axial generada por el elemento de expansion en el elemento de manguito puede conducir, ademas, a desplazamientos relativos entre la superficie exterior del elemento de manguito y la pared de orificio perforado en

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direccion axial, de modo que se genera un dentado geometrico entre la superficie exterior del elemento de manguito y la pared de orificio perforado. Esto tiene como consecuencia un aumento de la resistencia a la friccion entre la pared de orificio perforado y el elemento de manguito expandido.

Tanto el aumento de la presion de expansion mediante un acortamiento del elemento de manguito como el aumento de la resistencia a la friccion contribuyen a una resistencia a la extraccion aumentada. Otra ventaja del sistema de anclaje de acuerdo con la invencion es una rigidez de extraccion mejorada. Cuando una carga de extraccion se aplica en un anclaje, el anclaje de la carga cede entonces habitualmente un cierto tramo de recorrido o salva un cierto deslizamiento justo antes de que el anclaje contrarreste la resistencia maxima de la carga y no siga cediendo la carga. Cuanto menos se ceda al extraer un anclaje, mayor es la rigidez de extraccion. El desplazamiento relativo inducido por tension y el dentado geometrico producido por el mismo posibilita una reduccion del deslizamiento entre el elemento de manguito y la pared de orificio perforado. Debido al pequeno deslizamiento puede mejorarse la rigidez de extraccion.

En una forma de realizacion, la seccion roscada presenta una primera seccion con un primer paso de rosca y una segunda seccion con un segundo paso de rosca, siendo el segundo paso de rosca mas pequeno que el primer paso de rosca. Debido a diferentes pasos de rosca en diferentes secciones distanciadas axialmente puede conseguirse que el desplazamiento relativo entre el elemento de manguito y el elemento de expansion durante el atornillado sea diferente en secciones diferentes. En esta forma de realizacion, el desplazamiento relativo en la zona de la primera seccion es mayor que en la zona de la segunda seccion. De esta manera puede generarse la tension axial mencionada anteriormente del elemento de manguito.

El primer y/o el segundo paso de rosca puede o pueden ser por su parte en esencia constantes. Cuando, por ejemplo, tanto el primer como el segundo paso de rosca son constantes, el elemento de manguito se tensiona sobre todo entre la primera y la segunda seccion roscada, aunque no, o al menos en menor medida, sobre la propia primera y la segunda seccion roscada.

En una forma de realizacion, la primera seccion esta dispuesta mas proxima a un extremo delantero del elemento de expansion que la segunda seccion. Debido a su paso de rosca mas pequeno se atornilla la segunda seccion posterior por vuelta en menor medida en el elemento de manguito o se mueve “mas lentamente” con respecto al elemento de manguito que la primera seccion delantera. De esta manera se tensiona el elemento de manguito axial en direccion al extremo trasero o una parte adosada que va a fijarse. Esta forma de realizacion es especialmente ventajosa, por ejemplo, en caso de anclajes en hormigon y en mamposterla, ya que se asegura que el manguito no siga arrastrandose al interior del orificio perforado, lo que es indeseado en caso de hormigon o mamposterla.

En otra forma de realizacion, la segunda seccion esta dispuesta mas proxima al extremo delantero del elemento de expansion que la primera seccion, es decir, la seccion con comparativamente paso mas bajo. Esta forma de realizacion es especialmente ventajosa para anclajes en sustancias porosas tales como, por ejemplo, hormigon esponjoso u hormigon expandido.

Entre la primera y la segunda seccion, el elemento de expansion puede presentar, ademas, una seccion de transicion sobre la que el paso de rosca disminuye en direccion de la segunda seccion, en particular de manera continua. Como alternativa puede estar prevista, no obstante, entre la primera y la segunda seccion una seccion libre de roscas. En este caso, la seccion roscada que puede atornillarse en el elemento de manguito comprende dos roscas parciales separadas entre si de diferente paso, que forman la “primera” o “segunda” seccion roscada. Esta variante puede establecerse de manera mas sencilla que la variante en la que la primera y la segunda seccion roscada estan unidas mediante una seccion de transicion. En una forma de realizacion preferente, la longitud de la primera seccion asciende a entre el 50 % y el 70 %, en particular aproximadamente al 60 % de la longitud de la seccion roscada.

La longitud de la segunda seccion asciende preferentemente a entre el 10 % y el 30 %, en particular aproximadamente al 20 % de la longitud de la seccion roscada.

La longitud de la seccion de transicion asciende preferentemente a entre el 10 % y el 30 %, en particular aproximadamente al 20 % de la longitud de la seccion roscada.

El segundo paso de rosca asciende preferentemente al 85 % o menos, de manera especialmente preferente al 70 % o menos del primer paso de rosca. Ademas, el segundo paso de rosca asciende al 40 % o mas, de manera especialmente preferente al 55 % o mas del primer paso de rosca. Se ha demostrado que con estas diferencias de paso pueden conseguirse altos valores de extraccion y una alta rigidez de extraccion.

En una forma de realizacion ventajosa, el paso de rosca tiene en la seccion roscada en un punto que esta distanciado tanto con respecto al extremo delantero como con respecto al extremo trasero de la seccion roscada, un extremo local, en particular un mlnimo local. En la zona de un mlnimo local del paso de rosca, el elemento de manguito axial puede comprimirse, por lo que el elemento de manguito se expande de manera eficaz, aunque al mismo tiempo tambien puede generarse un dentado geometrico entre la superficie exterior del elemento de manguito y la pared de orificio perforado.

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El paso de rosca puede presentar tambien dos o mas extremos locales, en particular mlnimos locales. En particular, el valor del paso puede oscilar en direction axial de la section roscada, de modo que el elemento de manguito abarca secciones estiradas y comprimidas de manera alterna.

En una forma de realization especialmente ventajosa, la seccion roscada comprende una seccion de paso bajo con una cierta longitud 1, dentro de la que el paso es mas pequeno que en los extremos respectivos de la seccion roscada. En esta seccion de paso bajo, el elemento de manguito puede comprimirse entonces y conducir as! a un agarre fiable en el orificio perforado. Concretamente, se asume que la seccion roscada tiene una longitud L, el paso en el extremo delantero de la seccion roscada presenta un valor pi, en el extremo trasero un valor p2 y un valor mlnimo de pmin que es mas pequeno que pi y p2. Por tanto, para el paso p dentro de la seccion de paso bajo se aplica que:

imagen1

preferentemente que

p <p , + (——- — p . ^ * 0,4,

Para la longitud 1 de la seccion de paso bajo se aplica, a este respecto, que 1 > 0,2* L, preferentemente que 1 > 0,4 * L y 1 < 0,9 * L, preferentemente que 1 < 0,75 * L.

En una forma de realizacion adicional, el paso de rosca no discurre por toda la seccion roscada de manera continua, sino que presenta al menos un cambio brusco.

En otra forma de realizacion, el paso de rosca se modifica a lo largo de la seccion roscada de manera continua, en particular se modifica en esencia a lo largo de toda la seccion roscada de manera continua.

Preferentemente, el elemento de manguito es una espiga que se compone de una poliamida, en particular de la poliamida PA6 y/o de la poliamida PA66.

El elemento de expansion es preferentemente un tornillo, en particular un tornillo de acero.

Breve descripcion de las figuras

Otras ventajas y caracterlsticas de la presente invention se explican a continuation a modo de ejemplo mediante los dibujos adjuntos, en los que se usan las mismas referencias para los elementos iguales. Aqul muestran:

la Figura 1a

la Figura 1b

la Figura 2a las Figuras 2b-d

la Figura 2e

las Figuras 3a y b

las Figuras 4a y 4b

las Figuras 5a a 5c

un elemento de expansion para un sistema de anclaje de acuerdo con la invencion de acuerdo con una forma de realizacion preferente,

el desarrollo del paso de rosca a lo largo de la seccion roscada del elemento de expansion de la Figura 1a,

una vista en corte de una espiga de plastico convencional,

una sucesion de vistas en corte de la espiga de plastico de la Figura 2a, en la que se atornilla un tornillo convencional para su expansion,

una vista en corte de la espiga de plastico de la Figura 2a, en la que esta atornillado un tornillo de manera similar al tornillo 10 de la Figura 1a,

valores determinados a partir de ensayos para fuerzas de extraction para tres tipos de espiga distintos, habiendose determinado los valores representados en la Figura 3a para un sistema de anclaje segun el estado de la tecnica y los valores representados en la Figura 3b para un sistema de anclaje de acuerdo con la invencion con el elemento de expansion de la Figura 1a,

valores de recorrido determinados a partir de ensayos para tres tipos de espiga distintos, habiendose determinado los valores representados en la Figura 4a para un sistema de anclaje del estado de la tecnica y los valores representados en la Figura 4b para un sistema de anclaje de acuerdo con la invencion con el elemento de expansion de la Figura 1a,

diagramas de fuerza-recorrido con desarrollos de medicion a partir de los que se determinaron los valores representados en las Figuras 3 y 4, estando representados en el diagrama representado arriba, en cada caso, desarrollos para un sistema de anclaje del

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estado de la tecnica y en el diagrama representado abajo, en cada caso, desarrollos para un sistema de anclaje de acuerdo con la invencion con el elemento de expansion de la Figura 1a y habiendose medido los desarrollos de la Figura 5a con una espiga de un primer tipo, los desarrollos de la Figura 5b para una espiga de un segundo tipo y los desarrollos de la Figura 5c para una espiga de un tercer tipo y

las Figuras 6a a 6c muestran desarrollos del paso de rosca de elementos de expansion de acuerdo con

formas de realization adicionales a lo largo de sus secciones roscadas.

Sumario de la invencion

La Figura 1a muestra un elemento de expansion 10 de acuerdo con la invencion de acuerdo con una forma de realizacion preferente, que puede atornillarse para un anclaje en un orificio perforado con un sistema de anclaje (no mostrado) de acuerdo con la invencion en un elemento de manguito (no mostrado) de plastico, por ejemplo una espiga, debiendo insertarse el elemento de manguito en el orificio perforado. Dado que puede tratarse en el caso del elemento de manguito de una espiga en si conocida previamente, no esta mostrada expllcitamente en la Figura 1a. El elemento de expansion 10 comprende una section roscada 12 con una primera section 14 y una segunda section 16. Sobre la primera seccion 14 tiene la seccion roscada 12 un primer paso de rosca, que es mas grande que un segundo paso de rosca sobre la segunda seccion 16. Como puede verse en la Figura 1a, el elemento de expansion 10 se extiende en una direction axial A y presenta a lo largo de esta direction un extremo delantero 18 y un extremo trasero o posterior 20 enfrentado. En la forma de realizacion del elemento de expansion 10 representada en la Figura 1a, la primera seccion 14 se encuentra mas proxima al extremo delantero 18 que la segunda seccion 16. El elemento de expansion 10 se forma en esta forma de realizacion, por tanto, por un tornillo con paso de rosca variable.

El diagrama de la Figura 1b muestra el desarrollo del paso de rosca del elemento de expansion 10 de la Figura 1a, estando indicado sobre el eje y el paso de rosca o altura de espira en millmetros y sobre el eje x la distancia con respecto al extremo delantero 18 en millmetros. Como puede reconocerse mediante la Figura 1b, la primera seccion 14 tiene una longitud de aproximadamente 35 mm y limita directamente con el extremo delantero 18. El primer paso de rosca sobre la primera seccion 14 es constante y asciende a 2 mm. A continuation de la primera seccion 14 se situa una seccion de transition, sobre la que el paso de rosca de 2 mm a una distancia de 35 mm con respecto al extremo delantero 18 cae continuamente a un valor de 1,25 mm a una distancia de aproximadamente 50 mm con respecto al extremo delantero 18. A continuacion de la seccion de transicion se situa en direccion del extremo posterior 20 del elemento de expansion 10 la segunda seccion 16, sobre la que el segundo paso de rosca presenta un valor constante de 1,25 mm. La longitud total de la seccion roscada 12, que comprende la primera seccion 14, la segunda seccion 16 y la seccion de transicion situada entremedias, asciende a 70 mm.

La Figura 2a muestra una vista en corte de una espiga de plastico 22 convencional, que representa un ejemplo para un elemento de manguito que puede ser parte de un sistema de acuerdo con la invencion.

Las Figuras 2b-2d muestran una sucesion de vistas en corte en las que se atornilla un tornillo 24 convencional en la espiga 22. En el tornillo 24 convencional, el paso de rosca es constante por toda la longitud de la seccion roscada, que esta atornillada en la espiga 22. En la sucesion de las Figuras 2b-2d puede entenderse como la espiga de plastico 22 se expande debido al atornillado del tornillo. En particular, en la Figura 2d puede reconocerse que la espiga de plastico 22, cuando el tornillo 24 esta atornillado por completo en toda la zona esta expandida de manera uniformemente radial que abarca la seccion roscada del tornillo 24.

La Figura 2e muestra a modo de comparacion un caso en el que un tornillo 10 del tipo que se muestra en la Figura 1a se usa junto con la espiga de plastico 22. En esta forma de realizacion, la primera seccion, que presenta el paso de rosca mas grande, esta dispuesta mas proxima al extremo delantero del tornillo 10 que la segunda seccion en la que el paso de rosca es mas pequeno. Debido a su paso de rosca mas pequeno se atornilla la segunda seccion trasera por vuelta en menor medida en la espiga 22, o se mueve “mas lentamente” con respecto a la espiga 22 que la primera seccion delantera. De esta manera se tensa el elemento de manguito axial en direccion del extremo trasero. Esto puede reconocerse en la Figura 2e en que la espiga 22 esta acortada con respecto a su longitud original (Figura 2a), es decir, se comprime, por lo que se genera una expansion que es mayor que la de la Figura 2d. La tension axial adicional del material de espiga en comparacion con el sistema convencional de la Figura 2d, la cual conduce a un desplazamiento relativo entre la superficie exterior de la espiga 22 y la pared de orificio perforado (no mostrada en la Figura 2e), provoca ademas el “dentado” mencionado anteriormente de la superficie exterior de la espiga 24 y la pared de orificio perforado, que por su parte conduce a un aumento de la resistencia a la friction entre la pared de orificio perforado y la espiga 22 expandida.

A continuacion se describen la cualificacion de un sistema de anclaje de acuerdo con la invencion y la de un sistema de anclaje del estado de la tecnica y se comparan la una con la otra. Los resultados de los ensayos de cualificacion se representan graficamente en las Figuras 3 a 5. En conjunto se pusieron a prueba tres sistemas de anclaje de acuerdo con la invencion y tres sistemas de anclaje del estado de la tecnica, habiendose usado para cada sistema de anclaje de acuerdo con la invencion el elemento de expansion 10 descrito anteriormente, que se explico en mas detalle mediante las Figuras 1 y 2, y para cada sistema de anclaje del estado de la tecnica se uso un tornillo

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convencional que se diferencia en esencia del elemento de expansion 10 de las Figuras 1 y 2 unicamente en que no presentaba ningun paso de rosca variable, sino un paso constante por toda su seccion roscada.

Se pusieron a prueba sistemas de anclaje con tres elementos de manguito distintos, concretamente con espigas de tres fabricantes distintos, de modo que se pusieron a prueba cada uno de los tres sistemas de anclaje distintos de acuerdo con la invencion y tres sistemas de anclaje distintos del estado de la tecnica. La espiga de los tres fabricantes distintos se denominan a continuacion tipo 1, tipo 2 y tipo 3. De acuerdo con las realizaciones mencionadas anteriormente, cada uno de los tres sistemas de anclaje puestos a prueba de acuerdo con la invencion tiene un sistema de anclaje correspondiente del estado de la tecnica, que usa una espiga del mismo tipo y un tornillo con el mismo diametro de nucleo pero un paso de rosca constante. Los tipos de espiga usados para los ensayos se componen de las poliamidas PA6 o PA66, que son plasticos admitidos en Alemania para espigas.

Para los ensayos se usaron espigas con un diametro de 10 mm, habiendose insertado las espigas en un orificio perforado de aproximadamente 55 mm de profundidad en una base de anclaje de hormigon. Para la produccion de los sistemas de anclaje que van a ponerse a prueba se atornillaron los elementos de expansion 10 de la invencion y tornillos convencionales del estado de la tecnica en la espiga insertada. Para poner a prueba la calidad de los sistemas de anclaje se extrajeron con un dispositivo de medicion los elementos de expansion 10 y los tornillos con una velocidad de extraction en esencia constante a partir de la base de anclaje. Al mismo tiempo se midio el recorrido que habla realizado el elemento de expansion 10 o el tornillo con respecto a la position de partida as! como la fuerza que habla en el recorrido correspondiente en el elemento de expansion 10 o en el tornillo. El resultado de cada medicion o cada ensayo de extraccion es un desarrollo medido que puede representarse en un diagrama de fuerza-recorrido.

En las Figuras 5a a 5c se representan desarrollos de fuerza-recorrido medidos en diagramas de fuerza-recorrido, habiendose medido los desarrollos, en cada caso, para el sistema de anclaje de acuerdo con la invencion y para un sistema de anclaje del estado de la tecnica. Sobre el eje y se indica, en cada caso, la fuerza en kN y sobre el eje x el recorrido realizado con respecto a la posicion de partida en millmetros.

La Figura 5a muestra mediciones para sistemas de anclaje con una espiga del tipo 1, la Figura 5b muestra mediciones para sistemas de anclaje con una espiga del tipo 2 y la Figura 5c muestra mediciones para sistemas de anclaje con una espiga del tipo 3. En las Figuras 5a a 5c se representan en el diagrama superior de fuerza-recorrido, en cada caso, mediciones para sistemas de anclaje del estado de la tecnica y en el diagrama inferior, en cada caso, mediciones para sistemas de anclaje de acuerdo con la invencion. En las Figuras 5a bis 5c se representan para cada tipo de espiga diez mediciones de extraccion con un tornillo del estado de la tecnica (en cada caso arriba en las Figuras 5a a 5c) y cinco mediciones de extraccion con el elemento de expansion 10 de la Figura 1a (en cada caso abajo en las Figuras 5a a 5c). Como puede reconocerse mediante los desarrollos de medicion de la Figura 5, durante una extraccion con velocidad constante aumenta de manera comparativamente intensa la fuerza de traction aplicada directamente tras el comienzo de la extraccion y consigue un valor maximo. Durante una extraccion adicional, la fuerza de traccion aplicada disminuye poco a poco. En el extremo derecho de los desarrollos de medicion representados, la fuerza aplicada disminuye de manera brusca e intensa. Este es el punto en el que el anclaje definitivamente falla y se suelta.

Para cada una de las seis series de medicion representadas en las Figuras 5a) a c) de los seis sistemas de anclaje distintos se determinaron los valores maximos de la fuerza de extraccion, es decir, en cada caso diez valores para la fuerza de extraccion maxima para cada uno de los tres sistemas de anclaje puestos a prueba del estado de la tecnica y en cada caso cinco valores para la fuerza de extraccion maxima para cada uno de los tres sistemas de anclaje de acuerdo con la invencion puestos a prueba. La Figura 3 muestra dos diagramas en los que para cada sistema de anclaje puesto a prueba se representan el valor maximo, el valor mlnimo, el valor medio as! como el 95 % - valor de fractil de los valores determinados en cada caso para la fuerza de extraccion maxima conseguida. La Figura 3a muestra estos valores para los tres sistemas de anclaje del estado de la tecnica y la Figura 3b muestra estos valores para los tres sistemas de anclaje de acuerdo con la invencion. Sobre el eje x se indican en cada caso los tipos de los correspondientes sistemas de anclaje y sobre el eje y la fuerza en kN.

El valor de fractil se usa para proporcionar debido a una distribucion de valores medida para la magnitud valores de medicion adicionales y puede recurrirse como criterio de calidad del sistema medido. El 95 % - valor de fractil indica aquel valor determinado a partir de una distribucion de valores medida que con el 90 % de probabilidad que no queda por debajo en caso de una medicion adicional. El 95 % - valor de fractil F se calculo con la siguiente formula:

F — x — k X a

A este respecto, x es el valor medio de los valores de medicion subyacentes, a la desviacion tipica de los valores de medicion subyacentes y k un factor que tiene para diez ensayos de medicion o valores de medicion el valor de 2,57 y en el caso de cinco ensayos de medicion o valores de medicion el valor de 3,4.

Mediante la Figura 3 puede reconocerse que los valores de fractil del 95 % determinados son considerablemente y significantemente mayores para la fuerza de extraccion maxima en el caso de los sistemas de anclaje de acuerdo con la invencion que los valores de fractil determinados de los sistemas de anclaje correspondientes del estado de la

tecnica con el mismo tipo de espiga. Los valores de fractil determinados se comparan en la siguiente tabla:

Tipo de espiga (derecha)/sistema de anclaje (abajo)

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3

Estado de la tecnica

5,94 5,24 2,99

Invencion

11,1 8,31 5,91

95 % - valor de fractil para la fuerza de extraccion maxima en kN

El valor maximo de la fuerza de extraccion que ha medido el dispositivo de medicion durante cada una de las 5 mediciones mencionadas o que tuvo que aplicar el dispositivo de medicion durante la extraccion es al mismo tiempo aquella fuerza que el sistema de anclaje medido ha contrarrestado con respecto a la extraccion. Cuanto mayor es esta fuerza, mayor es la resistencia a la extraccion del sistema. Mediante los valores representados anteriormente en la tabla se aclara que con ayuda de un paso de rosca variable puede aumentarse considerablemente en el caso de un elemento de expansion la resistencia a la extraccion para un sistema de anclaje.

10 Como se explico anteriormente para la fuerza de extraccion maxima, as! se calculo tambien para cada uno de los desarrollos de medicion representados en la Figura 5 el valor para el recorrido que ha realizado el elemento de expansion 10 o el tornillo comenzando desde la posicion de salida hasta conseguir la fuerza de extraccion maxima. Este recorrido puede usarse como medida para la rigidez de extraccion. De manera correspondiente a la descripcion anterior se calcularon para cada uno de los seis sistemas de anclaje puestos a prueba el valor maximo, el valor 15 mlnimo, el valor medio y el 95 % - valor de fractil de los valores correspondientes para los tramos hasta conseguir la fuerza maxima. Estos valores se representan en la Figura 4, estando ilustrados en la Figura 4a los valores respectivos para los tres sistemas de anclaje del estado de la tecnica y en la Figura 4b los valores respectivos para los sistemas de anclaje de acuerdo con la invencion. Los 95 % - valores de fractil para el recorrido hasta conseguir la fuerza maxima estan realizados en la siguiente tabla:

Tipo de espiga (derecha)/sistema de anclaje (abajo)

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3

Estado de la tecnica

3,16 2,12 5,30

Invencion

1,02 8,74 0,94

95% - valor de fractil para el recorrido hasta alcanzar la fuerza de extraccion maxima en mm

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Mediante los valores realizados anteriormente y las representaciones de las Figuras 4 y 5 puede reconocerse que con el sistema de anclaje de acuerdo con la invencion en el caso de las espigas del tipo 1 y del tipo 3 pudo reducirse considerablemente hasta conseguir la fuerza maxima la diferencia de tramo recorrido del elemento de expansion 10. Estos sistemas de anclaje presentan, por tanto, una rigidez de extraccion comparativamente alta. La forma de 25 realizacion con la espiga del tipo 2 muestra en este sentido un comportamiento especial, como si tambien en este caso la fuerza en el desarrollo de un recorrido de tramo relativamente corto de menos de 1 mm aumentara rapidamente, pero entonces no cae de manera continua, sino que consigue el maximo global en algunos casos justo despues de algo mas de 5 mm. No obstante, esto no cambia nada de modo que tambien esta forma de realizacion muestra un comportamiento de extraccion basicamente rlgido en el que se consigue dentro de un tramo de recorrido 30 de aproximadamente 1 mm ya un valor que se corresponde al menos casi con el maximo.

Las mediciones que se han llevado a cabo muestran claramente que con el sistema de anclaje de acuerdo con la invencion pueden mejorarse la resistencia a la extraccion y la rigidez de extraccion.

Debe tenerse en cuenta que el elemento de expansion 10 de las Figuras 1 y 2 es unicamente un ejemplo para una forma de realizacion de acuerdo con la invencion y que la invencion comprende tambien otras formas de realizacion 35 con otros desarrollos del paso de rosca.

Se indican pasos de rosca de otras formas de realizacion a modo de ejemplo de acuerdo con la invencion en las Figuras 6a a 6c. Como puede desprenderse de la Figura 6, el paso de rosca en el extremo delantero puede ser mas pequeno que en el extremo posterior de la seccion roscada (Figura 6a), modificarse por secciones con un desarrollo periodico (Figura 6b) o coincidir en esencia en la zona delantera de la seccion roscada y en la zona posterior 40 enfrentada de la seccion roscada y ser menor entremedias por secciones (Figura 6c). En muchos casos es ventajoso que el paso de rosca tenga un mlnimo local en un punto que no se situa en el borde de la seccion roscada. En la zona del mlnimo local del paso de rosca se comprime el elemento de manguito, lo que genera una expansion adicional y un dentado geometrico o “aranazo” del elemento de manguito con la pared de orificio

perforado. Un mlnimo local de este tipo se encuentra en las tres formas de realizacion de las Figuras 6a, 6b y 6c.

La Figura 6b muestra, a este respecto, una forma de realizacion de una pluralidad de mlnimos locales, en concreto con una modulation periodica del paso de rosca. De esta manera se generan varios puntos comprimidos a lo largo de la longitud del manguito.

5 La Figura 6c muestra una forma de realizacion en la que esta presente una section de paso mas bajo en la que por una cierta longitud l el paso es mas bajo que en los extremos o el valor medio de los pasos en los extremos de la seccion roscada.

Como se muestra en la Figura 6c, esta zona de paso mas bajo puede representar una parte considerable de la longitud total de la seccion roscada, por ejemplo mas del 20 %, preferentemente incluso el 40 %.

10 Se tiene en cuenta, ademas, que las formas de realizacion descritas anteriormente deben considerarse como meramente a modo de ejemplo y no limitantes de la invention. Las caracterlsticas descritas pueden tener importancia en una combination discrecional.

Lista de referencias

10 Elemento de expansion

15

12 Seccion roscada

14 Primera seccion

16 Segunda seccion

18 Extremo delantero

20 Extremo trasero

20

22 Elemento de manguito

24 Tornillo convencional

Claims (14)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   REIVINDICACIONES

   1. Sistema de anclaje para el anclaje en un orificio perforado, que comprende lo siguiente:

   un elemento de manguito, que se compone al menos en parte de plastico, para la insercion en un orificio perforado, un elemento de expansion (10) con una seccion roscada (12), que puede atornillarse en el elemento de manguito, siendo el elemento de expansion (10) adecuado para expandir radialmente el elemento de manguito durante un atornillado, caracterizado porque la seccion roscada (12) presenta un paso de rosca que se modifica a lo largo de la seccion roscada (12).
2. 2. Sistema de anclaje segun la reivindicacion 1, en el que la seccion roscada (12) presenta una primera seccion (14) con un primer paso de rosca y una segunda seccion (16) con un segundo paso de rosca, siendo el segundo paso de rosca mas pequeno que el primer paso de rosca.
3. 3. Sistema de anclaje segun la reivindicacion 2, en el que el primer y/o el segundo pasos de rosca son en esencia constantes.
4. 4. Sistema de anclaje segun una de las reivindicaciones 2 o 3, en el que la primera seccion (14) esta dispuesta mas proxima a un extremo delantero (18) del elemento de expansion (10) que la segunda seccion (14), o en el que la segunda seccion (16) esta dispuesta mas proxima a un extremo delantero (18) del elemento de expansion (10) que la primera seccion (14).
5. 5. Sistema de anclaje segun una de las reivindicaciones 2 a 4, en el que la seccion roscada (12) presenta, ademas, una seccion de transicion, que esta dispuesta entre la primera (14) y la segunda seccion (16) y sobre la que el paso de rosca disminuye en direccion a la segunda seccion (16), en particular disminuye de manera continua.
6. 6. Sistema de anclaje segun una de las reivindicaciones 2 a 5, en el que la longitud de la primera seccion (14)

   asciende a entre el 50 % y el 70 %, en particular aproximadamente al 60 % de la longitud de la seccion roscada (12),

   y/o en el que la longitud de la segunda seccion (16) asciende a entre el 10 % y el 30 %, en particular

   aproximadamente al 20 % de la longitud de la seccion roscada (12).
7. 7. Sistema de anclaje segun una de las reivindicaciones 5 o 6, en el que la longitud de la seccion de transicion

   asciende a entre el 10 % y el 30 %, en particular aproximadamente al 20 % de la longitud de la seccion roscada (12).
8. 8. Sistema de anclaje segun una de las reivindicaciones 2 a 7, en el que el segundo paso de rosca asciende al 85 % o menos, preferentemente al 70 % o menos del primer paso de rosca, y/o al 40 % o mas, preferentemente al 55 % o mas del primer paso de rosca.
9. 9. Sistema de anclaje segun una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el paso de rosca en la seccion roscada (12) en un punto que esta distanciado tanto con respecto al extremo delantero como con respecto al extremo trasero de la seccion roscada, tiene un extremo local, en particular un mlnimo local, presentando el paso de rosca preferentemente dos o mas extremos locales, en particular mlnimos locales.
10. 10. Sistema de anclaje segun una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la seccion roscada (12) tiene una longitud L y el paso en el extremo delantero de la seccion roscada presenta un valor pi, en el extremo trasero de la seccion roscada un valor p2 y un paso mlnimo pmin, que es menor que pi y p2,

    presentando la seccion roscada (12) una seccion de paso bajo, dentro de la cual para el paso de rosca p se cumple que:

    imagen1

    preferentemente que

    p <p , + fPl+P2 — p , ^*0,4,

    " — Jr mm y 2 rtmn ) ' ’

    cumpliendose para la longitud 1 de esta seccion de paso bajo que:

    1 > 0,2 * L, preferentemente 1 > 0,4 * L y 1 < 0,9 * L, preferentemente 1 < 0,75 * L.
11. 11. Sistema de anclaje segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que el paso de rosca presenta al menos un cambio brusco.
12. 12. Sistema de anclaje segun la reivindicacion 1, en el que el paso de rosca se modifica de manera continua a lo largo de la seccion roscada (12), en particular se modifica de manera continua en esencia a lo largo de toda la

    seccion roscada (12).
13. 13. Sistema de anclaje segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de manguito es una espiga de una poliamida, en particular de la poliamida PA6 y/o de la poliamida PA66 y/o en el que el elemento de expansion (10) es un tornillo, en particular un tornillo de acero.

    5 14. Procedimiento para la fijacion de un objeto en una base de anclaje, con las siguientes etapas:

    - insercion de un elemento de manguito, que se compone al menos en parte de plastico, en un orificio perforado,

    - fijacion del objeto en la base de anclaje con ayuda de un elemento de expansion (10) con una seccion roscada (12), atornillandose el elemento de expansion (10) en el elemento de manguito para expandir radialmente el elemento de manguito,

    10 presentando la seccion roscada (12) un paso de rosca que se modifica a lo largo de la seccion roscada (12).
14. 15. Procedimiento segun la reivindicacion 14, en el que se usa un sistema de anclaje segun una de las reivindicaciones 2 a 13.