ES2743526T3 - Tornillo para fijar un perfil hueco a una subestructura - Google Patents

Abstract

Tornillo (30) para fijar un perfil hueco a una subestructura, incluyendo dicho tornillo una punta (31), una sección de eje esencialmente cilíndrica (32) que lleva una rosca (33), una sección de retención (34), una sección de aro (38) y una cabeza (35), incluyendo dicha sección de retención, en un eje esencialmente cilíndrico, una pluralidad de nervios igualmente espaciados (36, 36', 36", 36"', ...) con intervalos (37, 37', 37", ...) entremedio, exhibiendo cada nervio un primer flanco (41, 41', ...) orientado hacia la cabeza (35) con un ángulo de inclinación α y un segundo flanco (42, 42', ...) orientado hacia la punta (31) con un ángulo de inclinación ß y una cresta (43, 43', ...) donde las inclinaciones (41/42, 41'/42', ...) se juntan, caracterizado porque la distancia Wt entre dos crestas posteriores (43, 43', ...) es de entre 2 y 2,5x la anchura axial Ws del intervalo (37).

Description

DESCRIPCIÓN

Tomillo para fijar un perfil hueco a una subestructura

La presente invención se refiere a un tomillo destinado a fijar un perfil hueco a una subestructura.

Antecedentes de la invención

A menudo se utilizan tornillos del tipo indicado para fijar un marco de ventana a una abertura de un edificio. La subestructura en la que hay que montar el marco puede incluir madera, metal o mampostería. Hoy día los marcos de ventana se fabrican en su mayor parte como perfiles huecos de plástico, a causa del costo, propiedades aislantes, peso y fácil mantenimiento. Con respecto a los tornillos adaptados para tal finalidad es clave proporcionar un soporte fiable en el perfil hueco de plástico, así como un agarre apropiado en la subestructura. Es conocido que estos perfiles exhiben paredes de refuerzo, que forman estructuras celulares a modo de compartimiento alargado dentro del perfil hueco. La presente invención tiene un enfoque especial al agarrar o enganchar tales estructuras en un perfil hueco y sugiere un perfil superior de retenes o soportes, respectivamente.

Técnica anterior

En la técnica anterior se han propuesto muchas ideas para dicho conjunto de tareas. La figura 1 representa un tornillo 10 con sus componentes básicos 11-16. Incluye una cabeza 11 con un punto de aplicación de fuerza, secciones de eje 12-15 y una punta 16. La sección de eje incluye una sección de aro 12 adyacente a la cabeza con un aro de tope 21 seguido de una sección de retención 13. Después hay una sección de eje cilíndrica lisa 14 sin nervios, retén o roscas, seguida de una sección roscada 15. La longitud del tornillo se elige para poder fijar el tornillo mediante la sección roscada 15 mientras que la sección de retención 13 proporciona soporte para el perfil hueco de un marco de ventana. La longitud del eje roscado, así como la sección cilíndrica lisa 14 se eligen ventajosamente para adaptación a la necesidad de la aplicación respectiva.

Como representativo de muchos diseños siguientes se hará referencia a DE 2000018425 U1. Su sección de aro 12 exhibe un aro 21 y una sección de eje libre 22 dispuesta entre la cabeza 11 y el aro de tope 21. Una porción de la sección de retención posterior 13 se presenta con más detalle en la figura 2. La sección de retención exhibe una serie de nervios o salientes 23, 25 separados por la porción de eje lisa 24. Un nervio 23 tiene la forma básica de dos conos truncados dispuestos con sus bases mirando una a otra. Los conos tienen diferentes ángulos de cono: la inclinación de la superficie que mira a la cabeza 27 se elige de modo que sea más pronunciada que la superficie 28 que mira a la punta. De esta forma, el diseño de la técnica anterior tenía la finalidad de simplificar el proceso de montaje, porque la superficie de ángulo más plano 28 es más fácil de introducir que una más pronunciada. Al mismo tiempo, la superficie 27, considerablemente más pronunciada que la superficie 28, la sección de eje 24, conjuntamente con una parte inferior (esencialmente) plana 29, 29', proporcionan una ranura para sujetar de forma segura dichas porciones de pared interiores del perfil hueco. De esta forma, el perfil de plástico no se fija solamente en su pared exterior con la cabeza 11 y el aro de tope 21, sino también por la serie de nervios 23, 25.

Sin embargo, este diseño del tornillo también tiene algunas desventajas. La fabricación de los nervios 23, 25 es delicada y las herramientas necesarias son costosas. Un nervio 23 exhibe 3 superficies con ángulos y medidas diferentes. La fabricación fiable de los bordes interiores entre la superficie 27 y el eje liso 24 es exigente. Además, el diseño de la técnica anterior se centra estrictamente en marcos de ventana y perfiles hechos de PVC y sus propiedades mecánicas y por ello carece de amplia aplicabilidad.

Por lo tanto, un objetivo de la invención es proponer un diseño alternativo para la sección de retención de un tornillo del tipo explicado anteriormente que permite un rango de uso más amplio en varios materiales.

Esto se logra con los elementos descritos en la reivindicación independiente 1. Las reivindicaciones dependientes se refieren a otras realizaciones ventajosas y variantes.

Descripción detallada de la invención

Los autores de la presente invención han hallado que el diseño de la sección de retención 34 del eje de un tornillo puede mejorarse sin poner en peligro las buenas cualidades de retención conocidas de la técnica anterior modificando al mismo tiempo la facilidad de uso. En otra realización mejorada también era posible proporcionar un diseño simétrico de los nervios de retención 36, 36' que puede ayudar a disminuir el costo del utillaje para fabricar tal tipo de tornillo.

Un tornillo 30 según la invención está destinado, aunque sin limitación, a fijar un perfil hueco a una subestructura. Un perfil hueco significa en general cualquier estructura de cuerpo con una superficie exterior y una estructura interna no masiva, es decir, que exhibe un tipo de estructura celular con paredes subdivisorias dentro de dicha estructura de cuerpo y cavidades o huecos entre ellas. La estructura se puede hacer de un solo material o de una mezcla. El ejemplo más común de un perfil hueco sería una estructura para una ventana o una puerta, como el usado de ordinario en la industria de la construcción. Tales perfiles se pueden hacer de muchos tipos diferentes de plásticos tales como PVC, PA66, con agregados tales como fibras de vidrio. Especialmente en una estructura más grande, se integran refuerzos de metal, tales como tubos o perfiles metálicos alargados, en uno de los huecos de dicho perfil. Sin embargo, un perfil hueco también puede incluir estructuras de madera (estructura celular de fibra de madera) o de espuma que exhiben una superficie sólida y/o lisa con una estructura celular irregular o regular dentro o piezas de panal de miel.

No es sorprendente que todos estos materiales y combinaciones de materiales exhiben un comportamiento diferente en términos de elasticidad, rigidez y resistencia a la rotura, y también están diseñados con numerosas variaciones y variantes (tamaño, aspecto, grosor de material). Con el fin de disminuir la complejidad en un lugar de construcción, se precisa un sujetador de diseño altamente versátil.

El diseño básico de un tornillo genérico para el tipo de aplicación indicado tiene una rosca en la sección de eje 32 que es responsable de la fijación en la subestructura. La sección de retención 34 con nervios (23, 25 cf. Figuras 1 y 2) tiene la finalidad de proporcionar agarre en dicha estructura hueca por enclavamiento con la estructura celular del perfil hueco. Dado que, como se ha mencionado anteriormente, existe una inmensa variedad de celdas o huecos (tamaño, presencia, rigidez), los nervios de la sección de retención tienen que ser lo más versátiles que sea posible con el fin de garantizar una amplia usabilidad del tornillo. Se ha hallado que el diseño novedoso propuesto en este documento presenta una mayor versatilidad para el rango de materiales y tamaños hoy día usados en la industria de la construcción para marcos de ventana/puerta.

Para lograrlo, dicho tornillo incluye una punta 31, una sección de eje esencialmente cilíndrica 32 que lleva una rosca 33, una sección de retención 34 y una cabeza 35. La sección de retención incluye en un eje esencialmente cilíndrico una pluralidad de nervios igualmente espaciados (36, 36,', 36", 36"', ...) con intervalos (37, 37', 37", ...) entre ellos. Cada nervio exhibe un primer flanco (41, 41', ...) orientado hacia la cabeza 35 con un ángulo de inclinación a. Dicho ángulo se mide con relación a una perpendicular en el eje longitudinal central del tornillo. Un segundo flanco (42, 42', ...) orientado hacia la punta 31 tiene un ángulo de inclinación p (medido de nuevo con relación a una perpendicular en el eje longitudinal central del tornillo). Se define una cresta (43, 43', ...) donde las inclinaciones (41/42, 41742', ...) se juntan o intersecan. La distancia entre dos crestas contiguas, medida en paralelo y a lo largo del eje longitudinal del sujetador/tornillo, se indica como Wt. La distancia entre las líneas base de dos inclinaciones posteriores, medida paralela al eje longitudinal y a lo largo del eje del tornillo, se describe como Ws. En términos simplificados, Wt es la anchura del intervalo 37 medida entre las crestas, Ws es la anchura del intervalo 37 en la parte inferior, al nivel de la superficie del eje.

Las características novedosas dentro de dicho conjunto geométrico se caracterizan porque la distancia Wt entre dos crestas posteriores (43, 43', ...) es de entre 2 y 2,5x la anchura axial Ws del intervalo 37. Los autores de la presente invención han hallado que esta proporción o rango respectivamente proporciona claramente la mejor aplicabilidad de un tornillo de dicho tipo.

En otra realización del tornillo novedoso 30, la relación entre el diámetro exterior Dt del tornillo 30 medido mediante la cresta 43 y el diámetro Ds medido en el intervalo 37 es de entre 1,2 y 1,4. En términos absolutos, la altura de la cresta medida radialmente en relación a la base cilíndrica en el intervalo 37 es de entre 0,5 mm y 0,95 mm.

En una realización preferida, el valor para el ángulo a se elige de modo que esté entre 30°-50°. Además, el ángulo p puede elegirse de modo que esté entre 30°-50°. Ambos ángulos pueden variar independientemente dentro de los rangos dados; sin embargo, en otra realización preferida, el ángulo p es igual al ángulo a. En términos técnicos, las inclinaciones (41,41', 41", ...) y (42, 42', 42", ...) son simétricas. Para este caso simétrico, con p = a, p y a pueden elegirse de modo que estén entre 36°-44° en otra realización de la invención.

En otra realización, el tornillo 30 exhibe un ángulo 8, medido entre el primer flanco 45 de la sección de aro 38 y una perpendicular en el eje longitudinal central del tornillo 30. El flanco 45 está orientado hacia la cabeza 35 y exhibirá un ángulo 8 de entre 15° y 25°, preferiblemente esencialmente 20°.

Consiguientemente, el tornillo 30 exhibirá otro ángulo y definido como el ángulo del segundo flanco 46 de la sección de aro 38 medido con relación a una perpendicular en el eje longitudinal central del tornillo 30. La inclinación está orientada hacia la punta 31 y el ángulo ^y se elegirá entre 45°-55°, preferiblemente 50°

Descripción detallada de las figuras

La figura 1 representa una versión de un tornillo genérico de la técnica anterior.

La figura 2 se centra en la sección de retención de dicho tornillo de la técnica anterior.

La figura 3 muestra el diseño de un tornillo según la invención.

La figura 4 ilustra un detalle de la sección de retención del tomillo de la figura 3.

La figura 5 representa una cabeza y una sección de aro del tornillo según la figura 3.

La figura 6 representa un caso de aplicación ejemplar.

La figura 1 exhibe un tornillo 19 con una cabeza 11 con un punto de aplicación de fuerza. La cabeza puede exhibir cualquier diseño conocido, técnicamente adecuado (cabeza plana, cabeza avellanada, ...) y el punto de aplicación de fuerza se elegirá según las preferencias del usuario o la usabilidad requerida (hexagonal, estrella en T, Phillips). Junto a la cabeza 11 hay una sección de eje lisa, libre 22 seguida de un aro de tope 21; designándose ambos sección de aro 12. Posteriormente, una sección de retención 13 exhibe nervios (salientes del eje) 23, 25. Cada uno de dichos nervios (detallados en la figura 2) presenta tres superficies: 27 mirando a la cabeza 11 del tornillo 10; 29 (29') mirando a la punta 16 del tornillo comparable a una parte inferior plana, y la superficie 28 mirando radialmente hacia fuera (con un cierto ángulo con relación al eje central del tornillo 10). Entre dos de tales nervios 23, 25, una sección de eje lisa, libre 24 establece un intervalo. Una sección sin rosca 14 se representa entre la sección de retención 13 y un eje roscado 15 que de nuevo es adyacente a la punta 16.

La figura 3 se centra en una realización según la invención. Un tornillo 30 incluye una punta 31 adyacente a una sección de eje 32. Dicha sección 32 incluye roscas 33. Una sección de retención 34 está dispuesta básicamente en el eje entre la punta 31 y la cabeza de tornillo 35. Exhibe una pluralidad de nervios o salientes 36, 36', 36", ... Son elementos de enclavamiento destinados a interactuar con la estructura hueca a fijar a una subestructura. Hay intervalos o espacios intermedios 37, 37', 37", ... entre los nervios. 41, 41', ... indican los flancos o las inclinaciones de los nervios que miran a la cabeza, mientras que 42, 42', ... indican (segundo(s) flanco(s) o inclinación(es) que miran a la punta de tornillo 30. La(s) cresta(s) 43, 43', ... de los nervios 36, 36', ... Están situadas donde las dos superficies o flancos se juntan. Los ángulos p y a definen el ángulo de inclinación del flanco 42 o 41, respectivamente. Wt es la anchura de intervalo 37 medida entre las crestas, Ws es la anchura de intervalo 37 en la parte inferior, al nivel de la superficie del eje. Dt es el diámetro general del tornillo 30 medido en la sección de retención 34, mientras que Ds es el diámetro del eje, entre los nervios 36, 36', medido en la sección de retención 34. Entre la cabeza 35 y la sección de retención 34 hay una sección de aro 38, que se representa con más detalle en la figura 5. La sección de aro 38 incluye esencialmente un solo nervio 48 con un diseño específico más una sección sin rosca 47. El único nervio 48 incluye esencialmente un primer flanco o inclinación 45, cuya superficie está inclinada un ángulo 8, medido con relación a una perpendicular en el eje longitudinal central del tornillo 30. Esta superficie está orientada hacia la cabeza 35. El segundo flanco o inclinación 46, cuya superficie está inclinada un ángulo ^y, medido con relación a una perpendicular en el eje longitudinal central del tornillo 30. Esta superficie está orientada hacia la punta 31 del tornillo 30. En la figura 5, Dh significa el diámetro de la cabeza, Lc es la longitud del espacio intermedio entre la cresta del único nervio 48 y el lado inferior de la cabeza 35. Dn es el diámetro de sección lisa libre 47. Dc es el diámetro del nervio 48 medido a través de la cresta de nervio 48.

Las dimensiones de Lc, Dc y Dn se eligen con el fin de poder fijar la capa superficial superior de un perfil hueco cerca de la cabeza 11. El ángulo ^y se elegirá entre 15° y 25°, preferiblemente esencialmente 20°, mientras que el ángulo 8 será de 45°-55°, preferiblemente 50°.

La figura 6 representa un caso de aplicación, donde una estructura, por ejemplo, de plástico está montada en una subestructura de madera por medio de un tornillo sujetador según la invención.

El tornillo de la invención puede exhibir varios diseños de roscas 33 en la sección de eje 32. Dependiendo de la aplicación se elegirá un tipo de rosca apropiado para madera, hormigón, ladrillos o análogos. La punta 31 se elegirá consiguientemente, incluyendo puntas cónicas afiladas, brocas de taladro, puntas con roscas que llegan a la punta. El uso de una clavija puede ser útil dependiendo de la subestructura.

Los elementos de la invención descritos en este documento y/o en las reivindicaciones o las figuras pueden combinarse de cualquier forma técnica razonable. El hecho de que no se enumeren todas las posibles combinaciones no implica que deban considerarse como no reivindicadas o imposibles.

Lista de signos de referencia

10: tornillo

11: cabeza con punto de aplicación de fuerza

12: sección de aro con aro de tope (Anschlagbund)

13: sección de retención

14: sección cilindrica lisa

: eje roscado, sección roscada

: punta

: aro (tope)

, 24: sección de eje lisa libre

, 25: nervio, saliente

: superficie, inclinación orientada a la cabeza de tornillo : superficie, inclinación orientada a la punta de tornillo , 29': parte inferior plana

: tornillo

: punta

: sección de eje

: rosca

: sección de retención

: cabeza de tornillo

, 36', 36", ...: nervio, saliente

, 37', 37", ...: intervalo, espacio intermedio

: sección de aro

: aro de tope

, 41', ...: primer flanco

, 42': segundo flanco

, 43', ...: cresta (Scheitel)

: primer flanco o inclinación de la sección de aro

: segundo flanco o inclinación de la sección de aro : sección sin rosca o lisa

: nervio de la sección de aro 38

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Tomillo (30) para fijar un perfil hueco a una subestructura, incluyendo dicho tomillo una punta (31), una sección de eje esencialmente cilíndrica (32) que lleva una rosca (33), una sección de retención (34), una sección de aro (38) y una cabeza (35), incluyendo dicha sección de retención, en un eje esencialmente cilindrico, una pluralidad de nervios igualmente espaciados (36, 36', 36", 36”', ...) con intervalos (37, 37', 37", ...) entremedio, exhibiendo cada nervio un primer flanco (41, 41', ...) orientado hacia la cabeza (35) con un ángulo de inclinación a y un segundo flanco (42, 42', ...) orientado hacia la punta (31) con un ángulo de inclinación p y una cresta (43, 43', ...) donde las inclinaciones (41/42, 41'/42', ...) se juntan, caracterizado porque la distancia Wt entre dos crestas posteriores (43, 43', . ) es de entre 2 y 2,5x la anchura axial Ws del intervalo (37).

2. Tornillo (30) según la reivindicación 1, caracterizado porque la relación entre el diámetro exterior Dt del tornillo (30) medido a través de la cresta (43) y el diámetro Ds medido en el intervalo (37) es de entre 1,2 y 1,4.

3. Tornillo (30) según la reivindicación 1 y 2, caracterizado porque la altura de la cresta medida radialmente en relación a la base cilindrica en el intervalo (37) es de entre 0,5 mm y 0,95 mm.

4. Tornillo (30) según la reivindicación 1-3, caracterizado porque el ángulo a se elige de modo que esté entre 30°-50°.

5. Tornillo (30) según la reivindicación 1-4, caracterizado porque el ángulo p se elige de modo que esté entre 30°-50°

6. Tornillo (30) según la reivindicación 1-5, caracterizado porque el ángulo p es igual al ángulo a.

7. Tornillo (30) según la reivindicación 1-6, caracterizado porque p = a y ambos p y a se eligen de modo que estén entre 36°-44°.

8. Tornillo (30) según una de las reivindicaciones precedentes, donde un ángulo de inclinación 8, definido como el ángulo del primer flanco 45 de la sección de aro 38 medido con relación a una perpendicular en el eje longitudinal central del tornillo 30, está orientado hacia la cabeza (35), caracterizado porque el ángulo 8 se elegirá entre 15° y 25°, preferiblemente esencialmente de 20°.

9. Tornillo (30) según una de las reivindicaciones precedentes, donde un ángulo de inclinación ^y, definido como el ángulo del segundo flanco (46) de la sección de aro (38) medido con relación a una perpendicular en el eje longitudinal central del tornillo (30), está orientado hacia la punta (31), caracterizado porque el ángulo y se elegirá entre 45°-55°, preferiblemente de 50°.