ES2894670T3 - Escariador y método para producir agujeros avellanados en hormigón - Google Patents

Abstract

Escariador (1) para expandir la boca (81) de un agujero (80) en un sustrato de hormigón (89), que tiene - un eje (10), que está provisto, en la región de extremo trasero del eje (10), de un vástago (18) - un pasador guía (11) que sobresale en el extremo delantero del escariador (1) - aletas de corte (20) conectadas al eje (10), donde cada una de las aletas de corte (20) tiene una superficie lateral (21) que se estrecha hacia el extremo delantero del escariador (1), y - dientes de corte (30) dispuestos en cada aleta de corte (20), donde los dientes de corte (30) sobresalen de la aleta de corte (20) respectiva en la superficie lateral (21) de la aleta de corte (20) respectiva, caracterizado porque al menos una de las aletas de corte (20) tiene un saliente de tope limitador de profundidad de escariado (27).

Description

DESCRIPCIÓN

Escariador y método para producir agujeros avellanados en hormigón

La invención se refiere a un escariador para ampliar la boca de un agujero en un sustrato de hormigón según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un método para producir agujeros avellanados en un sustrato de hormigón según el preámbulo de la reivindicación 11.

EP3103756 A1 describe un método para elevar un cuerpo de hormigón de losa hueca, en el que en el cuerpo de hormigón se atornillan tornillos autorroscantes, que proporcionan puntos de fijación para los cables de elevación. Los cables de elevación se fijan a los anillos de elevación o a los cabezales de elevación dispuestos en los tornillos. Según una realización de EP3103756 A1, el cabezal de elevación se recibe en un rebaje en la superficie superior del cuerpo de hormigón.

DE10008342 A1 muestra tornillos para levantar bloques de hormigón ligeros autoclavados, cuyos tornillos se colocan en agujeros escalonados en los bloques de hormigón. Los agujeros escalonados se obtienen según DE10008342 A1 haciendo primero un agujero cilíndrico de mayor diámetro en el hormigón y perforando posteriormente un agujero de menor diámetro en la superficie inferior del agujero cilíndrico de mayor diámetro. US7384223 B2 describe una broca de dos etapas, que incluye un eje, un cortador de primera etapa en el eje, un cortador de segunda etapa en el eje separado del cortador de primera etapa, y un medidor de profundidad en el eje separado del cortador de segunda etapa en una dirección opuesta al cortador de primera etapa. El cortador de primera etapa tiene un primer diámetro de corte que es menor que un segundo diámetro de corte del cortador de segunda etapa. La broca puede utilizarse para taladrar losas de hormigón.

US4769960 A describe un acoplador de elevación que puede agarrar la cabeza de un perno incrustado en un cuerpo de hormigón. El acoplador tiene una sección bifurcada que puede agarrar la cabeza del perno en un movimiento giratorio.

DE 4102794 A1, FR 1154010 A, FR 2315602 A1 y GB 2479146 A describen diversas herramientas de perforación dentadas. DE 102012221114 B3 describe una broca en espiral que incluye un tope de profundidad.

Un objeto de la invención es proporcionar un escariador para expandir la boca de un agujero en un sustrato de hormigón y proporcionar un método para producir agujeros avellanados, en particular esféricamente avellanados, en un sustrato de hormigón, que permiten lograr resultados especialmente buenos de manera especialmente fácil, fiable y reproducible y con un gasto y esfuerzo especialmente bajos.

Este objeto se logra con un escariador según la reivindicación 1 y con un método según la reivindicación 11. Las reivindicaciones dependientes se refieren a las realizaciones preferidas de la invención.

Un escariador de la invención para expandir la boca de un agujero en un sustrato de hormigón está provisto de - un eje, que está provisto, en la región de extremo trasero del eje, de un vástago,

- un pasador guía que sobresale en el extremo delantero del escariador,

- aletas de corte conectadas al eje,

- donde cada una de las aletas de corte tiene una superficie lateral que se estrecha hacia el extremo delantero del escariador, y

- dientes de corte dispuestos en cada aleta de corte, donde los dientes de corte sobresalen de la aleta de corte respectiva en la superficie lateral de la aleta de corte respectiva.

Se caracteriza porque al menos una de las aletas de corte tiene un saliente de tope que limita la profundidad de escariado.

Un escariador de este tipo tiene aletas de corte separadas, que forman preferentemente una cruz en vista frontal del escariador. Cada una de las aletas de corte individuales tiene dientes de corte insertados, por ejemplo, pasadores de corte, que son adecuados para cortar el sustrato de hormigón. Se ha comprobado que la geometría del escariador con aletas permite eliminar el polvo de forma especialmente eficaz y con poco esfuerzo, y que también permite operar con una fuerza especialmente reducida sobre el sustrato de hormigón y el eje del escariador. Además, permite producir geometrías simétricas con relativamente poco esfuerzo de fabricación, en las que la simetría contrarresta eficazmente el volteo no deseado del escariador durante la operación, mejorando aún más la calidad del trabajo.

La boca del agujero está situada en el extremo abierto del agujero, es decir, en la región en la que la broca utilizada para hacer el agujero entró por primera vez en el sustrato. El agujero es preferentemente un agujero ciego.

El eje puede ser un elemento alargado que define un eje longitudinal del escariador. Los términos axial, radial y circunferencial se refieren preferentemente al eje longitudinal del escariador. A menos que se indique lo contrario, los términos “delantero” y “trasero” se utilizan de forma coherente a lo largo de este texto.

El vástago debe ser agarrado por el mandril de una máquina de perforación. Puede ser, por ejemplo, un vástago SDS.

Las aletas de corte están conectadas al mango para permitir la transferencia de par de torsión y fuerza axial, al menos fuerza axial dirigida hacia delante, desde el eje a las aletas de corte.

Cada superficie lateral se estrecha hacia el extremo delantero del escariador, es decir, la distancia de la superficie lateral con respecto al eje longitudinal disminuye a medida que la superficie lateral se acerca al extremo delantero del escariador.

En cada aleta de corte se proporciona una pluralidad de dientes de corte. Preferiblemente, el número de dientes de corte es el mismo en cada aleta de corte, para un escariado simétrico particular. Los dientes de corte forman parte del escariador.

Preferiblemente, la superficie lateral de cada aleta de corte se estrecha hacia el extremo delantero del escariador de forma convexa. Según esta realización, las aletas de corte son convexas en sus respectivas superficies laterales, cuando se ven en secciones longitudinales del escariador. Esto permite producir expansiones cóncavas, preferiblemente esféricas, de la boca del agujero de una manera especialmente fácil. Las expansiones cóncavas de la boca del agujero pueden ser especialmente ventajosas para aplicaciones de elevación, en particular cuando la cabeza de un elemento de fijación, preferiblemente un tornillo, insertado en el agujero, es agarrado por un acoplador de elevación, ya que la forma cóncava, preferiblemente esférica, proporciona espacio para una operación de tipo giratorio del acoplador de elevación. Las aletas de corte también pueden ser cóncavas en sus respectivas superficies laterales cuando se ven en sección transversal.

Es especialmente ventajoso que, en cada aleta de corte, el desplazamiento radial de las puntas de los dientes de corte dispuestos en dicha aleta de corte disminuya hacia el extremo delantero del escariador, preferiblemente de manera cóncava. En otras palabras, en cada aleta de corte, la distancia radial de las puntas de los dientes de corte vecinos con respecto al eje longitudinal del escariador disminuye hacia el extremo delantero del escariador, donde preferentemente, esta disminución es de manera convexa. Esto puede mejorar aún más la absorción de la carga y/o la forma de la expansión producida por el escariador. El desplazamiento radial debe entenderse, en particular, como la distancia desde el eje longitudinal del escariador.

Según otra realización preferida, en cada aleta de corte, las puntas de los dientes de corte dispuestos en dicha aleta de corte se sitúan en un plano longitudinal. En otras palabras, cada una de las aletas de corte tiene un plano atribuido, en el que se posicionan las puntas de los dientes de corte dispuestos en esa aleta de corte. Los planos son planos longitudinales, es decir, planos que comprenden el eje longitudinal del escariador. Esto puede mejorar aún más el diseño y la eficiencia de corte.

Además de los dientes de corte, el escariador puede tener también dientes de corte auxiliares, que están formados y/o dispuestos de forma diferente a los dientes de corte.

Según la invención, al menos una de las aletas de corte tiene un saliente de tope limitador de profundidad de escariado. Este saliente proporciona una discontinuidad que se apoya en la superficie del sustrato una vez que se alcanza una profundidad de escariado predeterminada. Esto permite producir expansiones de perforación especialmente bien definidas de una manera especialmente fácil. Más preferentemente, cada una de las aletas de corte tiene un saliente de tope limitador de profundidad de escariado, donde los salientes de tope limitador de profundidad de escariado definen una profundidad de escariado máxima unitaria, es decir, donde los salientes de tope están situados a la misma altura axial. Esto puede mejorar aún más la facilidad de uso y contrarrestar el volteo indeseado del escariador.

Según otra realización preferida, las aletas de corte están dispuestas de forma equidistante alrededor del eje longitudinal del escariador. En otras palabras, las aletas de corte están dispuestas de forma equidistante en la dirección circunferencial. Esto puede contrarrestar aún más el volteo indeseado del escariador.

Es especialmente ventajoso que el escariador tenga cuatro aletas de corte dispuestas equidistantemente, en particular equidistantemente alrededor del eje longitudinal del escariador. Esto proporciona, a la vez que es fácil de fabricar, una buena simetría particular, reduciendo aún más la tendencia al volteo. Según esta realización, las aletas de corte están dispuestas en una relación ortogonal y/o pueden formar una forma de cruz en la vista frontal del escariador. En particular, el escariador tiene precisamente cuatro aletas de corte.

Cada aleta de corte está limitada en particular por dos superficies laterales. Las superficies laterales de una aleta de corte están preferentemente en una relación angular con la superficie lateral de la aleta de corte respectiva. Preferiblemente, las superficies laterales son paralelas, es decir, cada aleta de corte está limitada por dos superficies laterales paralelas. Esto puede facilitar, por ejemplo, la fabricación y puede proporcionar una absorción de carga especialmente buena.

Preferiblemente, cada aleta de corte está limitada por dos superficies laterales, cuyas superficies laterales también son paralelas al eje longitudinal del escariador. En este caso, las aletas de corte se extienden paralelas al eje longitudinal. Esto puede ser ventajoso para facilitar la fabricación del escariador y la extracción de material durante el escariado.

En un método de uso preferido, el pasador guía se utiliza sólo para guiar y no para perforar. Preferiblemente, el pasador guía es rotacionalmente simétrico, especialmente se prefiere que sea circularmente simétrico, es decir, rotacionalmente simétrico con respecto a cualquier ángulo. Esto puede evitar eficazmente, con bajos costes de fabricación, el enclavamiento no deseado con el sustrato. El eje de simetría es el eje longitudinal del escariador. Preferiblemente, al menos una parte del pasador guía es un cilindro circular.

Las aletas de corte constan preferentemente de un material metálico, prefiriéndose especialmente acero. El eje consta preferiblemente de un material metálico, prefiriéndose especialmente acero. El perno de guía consta preferiblemente de un material metálico, prefiriéndose especialmente acero. Los dientes de corte constan preferentemente de un material metálico, más preferentemente carburo de metal. Los dientes de corte pueden estar soldados, por ejemplo, a la aleta de corte respectiva.

Preferiblemente, las aletas de corte y el eje son integrales. Esto proporciona una transferencia de fuerza y/o par de torsión especialmente buena del eje a las aletas de corte. El pasador guía y el eje también pueden ser integrales, por ejemplo, para facilitar la fabricación. Sin embargo, el pasador guía y el eje también pueden ser dos piezas diferentes.

La invención también comprende un método para producir un agujero avellanado en un sustrato de hormigón, que comprende

- un paso de perforación, en el que se produce un agujero en el sustrato de hormigón mediante la perforación del sustrato de hormigón con una broca,

- un paso de retirada de broca, en el que se retira la broca del agujero, donde el paso de retirada de broca se realiza después del paso de perforación, y

- un paso de expansión, en el que la boca del agujero se expande utilizando un escariador, donde el paso de expansión se realiza después del paso de retirada de broca,

donde se utiliza un escariador de la invención en el método.

Este concepto se basa en el sorprendente hallazgo de que la producción de agujeros avellanados en hormigón utilizando brocas escalonadas puede ser difícil, especialmente si se van a producir agujeros profundos con amplias expansiones en sus bocas. Esto se debe a que la amplia expansión requiere una región de escariado de la broca escalonada correspondientemente amplia y, por tanto, pesado. Sin embargo, una gran acumulación de masa en una región de la broca que está alejada de la punta de la broca puede hacer que la broca sea propensa al movimiento de volteo, especialmente si se aplican las fuerzas necesarias para cortar el hormigón. Este movimiento de volteo puede conducir a un rendimiento de perforación insatisfactorio en algunas situaciones.

Para superar este problema potencial, se propone un acercamiento de dos pasos. El agujero se produce en un primer paso con una broca y la expansión del agujero se produce en un segundo paso, utilizando una herramienta separada, a saber, el escariador. Dado que el escariador sólo se utiliza para la expansión, pero no para hacer el agujero original, el escariador puede ser significativamente más corto en comparación con una broca escalonada correspondiente, reduciendo significativamente la propensión al movimiento de volteo. E incluso si se produce el movimiento de volteo del escariador, su efecto es mucho menos grave en comparación con una broca escalonada de volteo, ya que sólo la región expandida del agujero se ve afectada por el movimiento de volteo.

La broca puede ser una broca espiral o una broca hueca. Se taladra preferentemente en el sustrato de hormigón de forma rotativa y percusiva. En el paso de expansión, el diámetro del agujero se incrementa localmente.

Después de producir un agujero avellanado utilizando el escariador y/o el método, se puede atornillar un tornillo con cabeza en el agujero avellanado, de manera que la cabeza del tornillo se encuentre en la parte expandida creada por el escariador. La cabeza del tornillo puede ser agarrada entonces por un acoplador de elevación para levantar el sustrato. Dado que la cabeza se encuentra dentro del agujero avellanado, no tiene que sobresalir de la superficie plana del sustrato.

Las características que se describen aquí en relación con el escariador de la invención también pueden utilizarse en relación con el método de la invención, y las características que se describen aquí en relación con el método de la invención también pueden utilizarse en relación con el escariador de la invención.

La invención se explica con mayor detalle a continuación con referencia a las realizaciones ejemplares preferidas, que se ilustran de forma esquemática en los dibujos adjuntos, en los que las características individuales de las realizaciones ejemplares que se presentan a continuación pueden implementarse individualmente o en cualquier combinación dentro del alcance definido por las reivindicaciones de la presente invención.

La figura 1 es una vista en perspectiva de una realización de un escariador para ampliar la boca de un agujero en un sustrato de hormigón;

La figura 2 es una vista lateral del escariador de la figura 1;

La figura 3 es una vista en corte longitudinal, A-A de la figura 2, del escariador de la figura 1;

La figura 4 es una vista frontal del escariador de la figura 1;

Las figuras 5 a 9 muestran pasos consecutivos de un método para producir un agujero avellanado en un sustrato de hormigón, utilizando un escariador como el mostrado en las figuras 1 a 4; y

La figura 10 es una vista en perspectiva, similar a la de la figura 1, de una segunda realización de un escariador para ampliar la boca de un agujero en un sustrato de hormigón.

Las figuras 1 a 4 muestran una primera realización de un escariador. El escariador 1 tiene un eje alargado 10, que define un eje longitudinal 99 del escariador 1, extendiéndose el eje longitudinal 99 en la dirección larga del eje 10. En el extremo trasero del eje 10, el eje 10 está provisto, en particular en su superficie exterior, de un vástago 18, que está destinado a ser recibido por el mandril de una máquina de perforación. En su extremo delantero, el escariador 1 tiene un pasador guía 11, que sobresale hacia delante del escariador 1, y que sirve para centrar el escariador 1 en un agujero. El eje longitudinal del pasador guía 11 es coaxial con el eje longitudinal 99 del escariador 1. En el presente ejemplo, el pasador guía 11 es principalmente cilíndrico.

El escariador 1 también tiene aletas de corte 20, sobresaliendo cada aleta de corte 20 radialmente del escariador 1. En particular, las aletas de corte 20 sobresalen del eje 10. En la presente realización, se proporcionan cuatro aletas de corte 20, espaciadas equidistantemente alrededor del eje longitudinal 99.

Cada una de las aletas de corte 20 tiene dos superficies laterales opuestas, a saber, la superficie lateral 23 y la superficie lateral 24, así como una superficie lateral 21. Las superficies laterales 21 de las aletas de corte 20 se estrechan hacia el extremo delantero del escariador 1, es decir, su distancia con respecto al eje longitudinal 99 disminuye hacia el extremo delantero del escariador 1. En particular, las superficies laterales 21 de las aletas de corte 20 se estrechan hacia el extremo delantero del escariador 1 de forma convexa, es decir, las aletas de corte 20 se abomban en la sección longitudinal, en la que se muestra una sección longitudinal ejemplar en la figura 3. En sus extremos delanteros, todas las aletas de corte 20 se fusionan y todas sus superficies laterales 21 se fusionan.

Cada una de las aletas de corte 20 está provista de un saliente de tope limitador de profundidad de escariado 27, formado en la superficie lateral 21 de la respectiva aleta de corte 20. En el saliente de tope limitador de profundidad de escariado 27, la respectiva aleta de corte 20 sobresale radialmente de manera discontinua, de modo que el saliente de tope limitador de profundidad de escariado 27 puede apoyar sobre la superficie del sustrato cuando se alcanza la profundidad de escariado deseada.

Cada una de las aletas de corte 20 tiene además una pluralidad de dientes de corte 30, cinco cada una en la presente realización. Los dientes de corte 30 sobresalen del respectivo diente de corte 30, en particular de su superficie lateral 21. Cada diente de corte 30 tiene una punta 33, situada en el extremo del diente de corte 30 que está alejado de la aleta de corte respectiva 20.

En cada aleta de corte 20, las ubicaciones de las puntas 33 de los dientes de corte 30 convergen al eje longitudinal 99 hacia el extremo delantero del escariador 1, es decir, cuanto más cerca esté una punta 33 del extremo delantero del escariador 1, menor será la distancia de esta punta 33 con respecto al eje longitudinal 99. En la presente realización, las puntas 33 de todos los dientes de corte 30 de una aleta de corte 20 se encuentran en un plano longitudinal común 95. Sin embargo, también es posible un desplazamiento de las puntas 33 vecinas de una aleta de corte 20 en la dirección circunferencial.

Las aletas de corte 20, el eje 10 y el pasador guía 11 constan de un material metálico, preferentemente de acero. Las aletas de corte 20 y el eje 10 son preferiblemente integrales. En la realización de las figuras 1 a 4, el pasador guía 11 también es integral con el eje 10.

Las figuras 5 a 9 muestran pasos consecutivos de un método para producir un agujero avellanado 85 en un sustrato de hormigón utilizando el escariador 1 descrito anteriormente. En un primer paso, es decir, en el paso de perforación, se realiza un agujero cilíndrico 80 en el sustrato de hormigón 89 perforando con una broca 2 en el sustrato de hormigón 89, preferiblemente utilizando una máquina de perforación con martillo. En un paso posterior de retirada de la broca, se extrae la broca 2 del agujero 80. A continuación, en un paso de expansión, la boca 81 del agujero 80, es decir, la región del agujero 80 adyacente a la superficie del sustrato de hormigón 89 en la que se ha perforado el agujero 80, se expande radialmente utilizando el escariador 1 descrito anteriormente. En particular, el escariador 1 se introduce -primero el pasador guía 11- en el agujero 80, de modo que las aletas de corte 20 apoyan en el sustrato de hormigón 89, y el escariador 1 se acciona de forma rotativa y percutora, preferentemente con una máquina de perforación a martillo. De este modo, el material del sustrato de hormigón 89 se afloja alrededor del agujero 80. El material del sustrato de hormigón 89 aflojado puede eliminarse a través de los espacios que se forman entre las aletas de corte 20. El escariador 1 se hunde en el sustrato de hormigón 89 hasta que los salientes de tope limitador de profundidad de escariado 27 de las aletas de corte 20 apoyan en la superficie del sustrato de hormigón 89. A continuación, se retira el escariador 1. El resultado es un agujero avellanado 85, que es cilíndrico en su parte más profunda y que se ensancha gradualmente en la boca 81 del agujero 80, preferiblemente de forma cóncava, en particular de forma esférica cóncava. La broca 2 puede ser una broca en espiral o una broca hueca. La figura 10 muestra una segunda realización de un escariador. El escariador de la figura 10 tiene muchas similitudes con el escariador de las figuras 1 a 4, y a este respecto, se hace referencia a la descripción anterior del escariador de las figuras 1 a 4, que se aplica mutatis mutandis al escariador de la figura 10.

El escariador 1 de la figura 10 difiere principalmente del escariador 1 de las figuras 1 a 4 por el diseño del pasador guía 11. Según la figura 10, el pasador guía 11 es una broca en espiral para hormigón, que tiene una punta de corte y un eje en espiral. Así, el escariador 1 de la figura 10 permite producir un agujero cilíndrico y una expansión en la boca del agujero en un solo paso de perforación.

Además, en la realización de la figura 10, el pasador guía 11 y el eje 10 no son integrales, es decir, el pasador guía 11 es una pieza separada.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Escariador (1) para expandir la boca (81) de un agujero (80) en un sustrato de hormigón (89), que tiene

- un eje (10), que está provisto, en la región de extremo trasero del eje (10), de un vástago (18)

- un pasador guía (11) que sobresale en el extremo delantero del escariador (1)

- aletas de corte (20) conectadas al eje (10), donde cada una de las aletas de corte (20) tiene una superficie lateral (21) que se estrecha hacia el extremo delantero del escariador (1), y

- dientes de corte (30) dispuestos en cada aleta de corte (20), donde los dientes de corte (30) sobresalen de la aleta de corte (20) respectiva en la superficie lateral (21) de la aleta de corte (20) respectiva,

caracterizado porque

al menos una de las aletas de corte (20) tiene un saliente de tope limitador de profundidad de escariado (27).

2. Escariador (1) según la reivindicación 1,

caracterizado porque

la superficie lateral (21) de cada aleta de corte (20) se estrecha hacia el extremo delantero del escariador (1) de forma convexa.

3. Escariador (1) según alguna de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque

en cada aleta de corte (20), el desplazamiento radial de las puntas (33) de los dientes de corte (30) dispuestos en dicha aleta de corte (20) disminuye hacia el extremo delantero del escariador (1).

4. Escariador (1) según alguna de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque

en cada aleta de corte (20), las puntas (33) de los dientes de corte (30) dispuestos en dicha aleta de corte (20) están posicionadas en un plano longitudinal (95).

5. Escariador (1) según alguna de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque

las aletas de corte (20) están dispuestas de forma equidistante alrededor del eje longitudinal (99) del escariador (1).

6. Escariador (1) según alguna de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque

el escariador (1) tiene cuatro aletas de corte (20) dispuestas equidistantemente alrededor del eje longitudinal (99) del escariador (1).

7. Escariador (1) según alguna de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque

cada aleta de corte (20) está limitada por dos superficies laterales paralelas (23, 24).

8. Escariador (1) según la reivindicación 7,

caracterizado porque

cada aleta de corte (20) está limitada por dos superficies laterales paralelas (23, 24), cuyas superficies laterales (23, 24) son paralelas al eje longitudinal (99) del escariador.

9. Escariador (1) según alguna de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque

el pasador guía (11) es circularmente simétrico.

10. Escariador (1) según alguna de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque

las aletas de corte (20) y el eje (10) son integrales.

11. Método para producir un agujero avellanado (85) en un sustrato de hormigón (89), que comprende

- un paso de perforación, en el que se produce un agujero (80) en el sustrato de hormigón (89) mediante la perforación del sustrato de hormigón (89) con una broca (2),

- un paso de retirada de broca, en el que la broca (2) se retira del agujero (80), en el que el paso de retirada de broca se realiza después del paso de perforación, y

- un paso de expansión, en el que la boca (81) del agujero (80) se expande utilizando un escariador (1), donde el paso de expansión se realiza después del paso de retirada de la broca,

caracterizado porque

en el paso de expansión se utiliza un escariador (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10.