ES2942409T3 - Acoplador de elevación compacto y ajustable, y método de utilización - Google Patents

Abstract

Un acoplador compacto autocentrante para levantar, hincar o empujar y posicionar elementos de concreto a través de sus barras de refuerzo (barras de refuerzo) que comprende un miembro de acoplamiento de ajuste atornillado en un poste roscado unido a una barra de refuerzo para aplicar una fuerza de elevación o empuje contra un no ajustable espárrago de asiento con una cabeza de asiento integral y protuberancia de centrado fijada a una barra de refuerzo correspondiente y opuesta. Un elemento acoplador envolvente atornillado al elemento acoplador de ajuste para encerrar y bloquear el cabezal de asiento y acoplar la barra de refuerzo. La configuración unitaria del espárrago de asiento y la cabeza de asiento reduce el número de piezas con la consiguiente posibilidad de falla o deslizamiento de componentes individuales. La instalación de centrado niega la necesidad de grandes tolerancias internas para acomodar la desalineación de las barras de refuerzo, asegurando así sustancialmente la transferencia coaxial de fuerza desde el acoplador a la barra de refuerzo. El acoplador solía variar gradualmente y ajustar con precisión las posiciones relativas de los elementos de hormigón entre sí en el proceso de construcción. Una realización modificada y un método de uso del acoplador. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Acoplador de elevación compacto y ajustable, y método de utilización

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un acoplador novedoso y mejorado para unir elementos estructurales opuestos durante la construcción y, en particular, a un acoplador de barras de armadura autocentrante y compacto para elevar con gato de husillo, elevar o separar estructuras de hormigón mediante sus barras de refuerzo opuestas (barras de armadura) durante la construcción de un edificio. Específicamente, el acoplador incluye, como elemento esencial, un perno de asiento de una sola pieza y no giratorio (no ajustable) que comprende una cabeza autocentrante integral unitaria, especialmente adaptada para acoplarse a un miembro acoplador giratorio y de ajuste. La configuración unitaria del perno de asiento y la cabeza de asiento reduce significativamente el número de partes, así como la consiguiente posibilidad de su fallo individual. La capacidad de centrado del perno de asiento elimina la necesidad de grandes tolerancias internas para ajustar la desalineación de las barras de armadura opuestas, garantizando así una transferencia coaxial sustancial de la fuerza del acoplador a la barra de armadura. Además, la economía de componentes del acoplador y la limitación a un único miembro ajustable es una mejor significativa respecto a la técnica anterior, ya que elimina o minimiza todo alargamiento interno o deslizamiento total inherente. Y lo que es más importante, este factor permite que el acoplador cumpla los estrictos requisitos de tolerancia y seguridad que exigen actualmente las normas locales e internacionales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Aunque los métodos de acoplamiento de barras de refuerzo (barras de armadura) son bien conocidos en la industria de la construcción, las soluciones a los problemas asociados con el posicionamiento preciso de las estructuras de hormigón prefabricado antes de unir las barras de armadura no han experimentado, hasta la fecha, de un progreso similar. En casi todas las situaciones, la solución de la técnica anterior depende comúnmente de ubicar primero y sostener independientemente las estructuras de hormigón una con respecto a la otra mediante grúas o puntales. A continuación, se conectan las barras de refuerzo o varillas asociadas que sobresalen de las respectivas estructuras de hormigón. Con frecuencia, las barras no suelen estar perfectamente alineadas debido al momento en que las barras se hormigonan inicialmente en las propias estructuras de hormigón.

Los medios de conexión de las barras de armadura de la técnica anterior son tan variados como la construcción de edificios. Un método común de conectar las barras es solapándolas y atándolas con alambre entre sí con una longitud de solapamiento estipulada, normalmente de treinta a cuarenta veces el diámetro individual de la barra. Aunque este método no requiere que las barras superpuestas estén alineadas con precisión y coaxialmente, una pluralidad de ellas puede crear congestión dentro de los límites del reducido espacio de construcción. El resultado inevitable es que los elementos de hormigón tienen que ser más grandes simplemente para albergar el mayor espacio ocupado por el número de barras superpuestas y atadas con alambre. Si bien este método representa una práctica habitual en las estructuras hormigonadas in situ, se complica aún más cuando los elementos estructurales opuestos se prefabrican lejos del edificio, por ejemplo, en una fábrica remota. En ese caso, al menos un elemento de hormigón tendría que tener huecos moldeados para albergar el espacio adicional requerido por el procedimiento de solapamiento. Los huecos también deben ser lo suficientemente grandes para permitir cualquier desalineación de las barras, que luego se rellenan con lechada o epoxi para integrar permanentemente la conexión. Los elementos de hormigón se deben apuntalar o asegurar hasta que se cura la estructura de hormigón de soporte y se deben sujetar de forma segura durante todo el procedimiento de construcción. En consecuencia, este método conlleva un grado inevitable de complejidad y desperdicio de material, que no sólo es costoso, sino que también requiere mucho tiempo y mano de obra. Otro método de unión de barras de refuerzo utiliza conectores de dispositivos mecánicos roscados o fijados mediante un adhesivo epoxi adaptado para unir los extremos de las barras de armadura. Sin embargo, el uso de conectores mecánicos requiere inevitablemente que las barras estén muy cerca o casi perfectamente alineadas. Además, este método es generalmente satisfactorio si solo hay una única barra para unir a una barra opuesta.

Las patentes AU 2003210074 A1 y WO98/44215 A1 describen un método y dispositivo para unir barras de acero que implica un elemento de conexión con un cortador de roscas para cortar una rosca cónica en un extremo de una barra de refuerzo.

La patente AU 2001051968 A1 da a conocer un sistema de aseguramiento estructural que incluye una tuerca bloqueable utilizada con una barra de acero roscada que incluye un miembro de bloqueo acoplado a la barra. El miembro de bloqueo tiene un dedo para acoplar la tuerca de bloqueo con el extremo del dedo que se desplaza como resultado de la deformación de una lengüeta accionada por el dedo.

En todo el estado de la técnica anterior, los métodos y aparatos para conectar barras de refuerzo dependen de su alineación perfecta o casi perfecta con sus miembros opuestos. En la mayoría de las situaciones, suele haber varias barras que se deben conectar como grupo. No es necesario decir que garantizar que todas las barras de un grupo estén alineadas con precisión con las barras correspondientes de un grupo opuesto es una tarea que requiere mucha mano de obra y destreza.

Sin embargo, significativamente, nada en los ejemplos anteriores prevé la capacidad de levantar selectivamente o separar barras opuestas estratégicamente seleccionadas para ajustar las posiciones de las estructuras de hormigón asociadas. Aunque ya se ha mencionado anteriormente, en casi todas las situaciones en las que intervienen estructuras de hormigón apiladas o alineadas verticalmente, la solución suele consistir en ubicar y sostener temporalmente las estructuras con puntales u otros medios antes de unirlas realmente. Este procedimiento es complicado y tiene varias fases, y el resultado es, a menudo, que las barras de refuerzo dejan de estar alineadas y, en última instancia, resulta demasiado difícil conectarlas con éxito.

Una solución reciente a este problema ha sido el desarrollo de un acoplador combinado y un dispositivo de alineación de columnas dado a conocer en la patente WO 2014/000038 A1. Este acoplador utiliza una tuerca de ajuste enroscada a un perno de barra de armadura roscado. Cuando se utiliza, la tuerca de ajuste se aprieta contra las arandelas que actúan como superficies de apoyo de un miembro acoplador enroscado a un perno de barra de armadura opuesto. Una consideración importante con este acoplador, como con todos los ejemplos anteriores, es la necesidad de alinear o centrar las barras de armadura antes de realmente unirlas. Al igual que los otros acopladores de la técnica anterior, este acoplador se basa en diámetros internos generosos para ajustar la desalineación de la barra de armadura. Además, este acoplador utiliza varios componentes roscados y no roscados para afectar a la transferencia de fuerzas a la barra de armadura. El problema de añadir cada componente por separado es que, en consecuencia, también aumenta el riesgo total de posibles fallos. Cuando el acoplador se somete a pruebas de seguridad, el deslizamiento o alargamiento total inherente aumenta drásticamente con cada componente roscado. Esto puede dar lugar a que los dispositivos acaben fallando o no cumplan las normas de ingeniería y seguridad pertinentes. Aunque una solución consiste en aumentar el tamaño de los distintos componentes (en un intento de reducir el deslizamiento o alargamiento total), los acopladores de gran tamaño pueden dificultar o imposibilitar su uso en los espacios limitados que suelen existir entre los elementos de hormigón a unir. Además, los acopladores de mayor tamaño no sólo utilizan más acero, sino que pueden requerir más tiempo y mano de obra para su fabricación y/o montaje.

La patente WO 2015/178621 A1 da a conocer un acoplador de barras de armadura que comprende: una primera barra de armadura y una segunda barra de armadura que se van a conectar de tal manera que las partes extremas de las mismas se enfrentan entre sí; un primer miembro acoplador que tiene un espacio vacío formado en el mismo, tal que la primera barra de armadura se acopla al espacio vacío a través de un lado del mismo, se forma un primer orificio de acoplamiento en un lado opuesto del mismo, y una rosca de fijación exterior está formada en una sección predeterminada de la superficie exterior del mismo; un segundo miembro acoplador que tiene un espacio vacío formado en el mismo, tal que la segunda barra de armadura se acopla al espacio vacío del mismo a través de un lado del mismo, y se forma un segundo orificio de acoplamiento en un lado opuesto del mismo; una primera pieza de bloqueo que se acopla al primer orificio de acoplamiento; una segunda pieza de bloqueo que se acopla al segundo orificio de acoplamiento; y un casquillo de bloqueo que se acopla para rodear la superficie exterior del segundo miembro acoplador después de ser detenido por una ubicación predeterminada del segundo miembro acoplador y tiene una rosca de fijación interna que está formada en una sección predeterminada de la superficie interior del mismo y se fija a la rosca de fijación exterior del primer miembro acoplador, tal que el par de primera y segunda pieza de bloqueo se integran fijando el casquillo de bloqueo para formar una pieza de acoplamiento mientras hacen contacto entre sí.

Por lo tanto, un objetivo general de la presente invención es mejorar o eliminar algunos, si no todos, los problemas y desventajas asociados con la técnica anterior. Como mínimo, pretende ofrecer al público una alternativa comercialmente útil. Dado que la invención está dirigida específicamente a la eliminación de soportes exteriores normalmente utilizados para posicionar estructuras de hormigón durante la construcción, el objetivo principal es, por tanto, proporcionar un acoplador compacto, autocentrante y de levantamiento con un número sustancialmente reducido de piezas (por ejemplo, tuercas de ajuste) y superficies de apoyo (por ejemplo, arandelas), reduciendo así el deslizamiento o alargamiento total inherente para cumplir con las normas de seguridad industrial más exigentes.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

En un aspecto, la invención consiste en un acoplador para unir elementos estructurales opuestos durante la construcción tal como se reivindica en la reivindicación 1, comprendiendo el acoplador:

una barra roscada adaptada para unirse a un primer elemento estructural;

un perno de asiento de una pieza, no giratorio, que comprende un vástago con una cabeza de asiento integral con un saliente de centrado, estando el perno de asiento adaptado para fijarse a una barra de armadura opuesta correspondiente de un segundo elemento estructural;

un miembro acoplador de ajuste con una pared roscada interior y una pared roscada exterior y una pared de extremo, estando la pared de extremo configurada complementariamente para recibir el saliente de centrado;

estando el miembro acoplador de ajuste adaptado para enroscarse a la barra roscada de modo que la pared de extremo pueda girar contra el perno de asiento no giratorio de una sola pieza, tal que la pared de extremo, al acoplarse al saliente de centrado, ayuda a alinear los elementos estructurales opuestos primero y segundo;

un miembro acoplador envolvente que tiene una pared roscada interior y una abertura en la pared del extremo;

estando el miembro acoplador envolvente adaptado para enroscarse al miembro acoplador de ajuste con el vástago del perno de asiento pasando a través de la abertura;

estando el miembro acoplador de ajuste adaptado para enroscarse a la barra roscada para acoplarse y aplicar una fuerza de empuje contra la cabeza de asiento, tal que la posición del primer elemento estructural con respecto al segundo elemento estructural se pueda ajustar y tal que, al alcanzar la posición final deseada, el miembro acoplador envolvente se pueda enroscar al miembro acoplador de ajuste para envolver y bloquear la cabeza de asiento contra el miembro acoplador de ajuste.

Preferentemente, el perno de asiento, el vástago y la cabeza de asiento con el saliente de centrado son de construcción unitaria o de una sola pieza.

Preferentemente, el saliente de centrado tiene una configuración cónica, de cono truncado o ahusada.

Preferentemente, la pared de extremo del acoplador de ajuste adaptada para recibir el saliente comprende una hendidura hembra de configuración complementaria a la del saliente macho tal que, al enganchar el saliente, centra axialmente los elementos estructurales opuestos dentro de una tolerancia predeterminada de desalineación.

Preferentemente, la barra roscada y el perno de asiento están unidos de forma permanente al elemento estructural saliente opuesto, respectivamente, mediante soldaduras por fricción.

Alternativamente, la barra roscada y el perno de asiento están unidos al elemento estructural opuesto, respectivamente por casquillos internamente roscados, soldados a la barra de armadura.

Preferentemente, tanto los miembros acopladores de ajuste como los envolventes tienen caras o superficies planas exteriores mecanizados para la aplicación de una llave para ajustar los miembros acopladores entre sí.

Preferentemente, la cabeza de asiento del perno de asiento comprende un resalte cilíndrico, incluyendo el resalte cilíndrico un saliente cónico situado centralmente en el centro de su superficie superior.

Preferentemente, el vástago del perno de asiento tiene un cuello de tamaño reducido intermedio en la cabeza de asiento para proporcionar un mayor movimiento hacia los lados o tolerancia lateral cuando se encuentra en la abertura del miembro acoplador envolvente.

En un ejemplo preferente, el vástago del perno de asiento y el acoplador envolvente tienen partes roscadas complementarias para mantener temporalmente el acoplador envolvente apartado mientras el acoplador de ajuste se acopla a la cabeza de asiento antes de alcanzar la posición final deseada y el miembro acoplador envolvente se enrosca en el miembro acoplador de ajuste para acoplar la barra de armadura.

Las partes roscadas complementarias son preferentemente relativamente poco profundas al comprender sólo unas pocas vueltas debido a su función o utilidad temporal.

Preferentemente, el saliente cónico de centrado situado en la parte superior de la cabeza de asiento, está adaptado para ayudar en la alineación del miembro acoplador de ajuste cuando la cabeza de asiento y el miembro acoplador de ajuste entran en contacto. El diámetro en la base de este saliente puede ser menor que el diámetro interno del acoplador de ajuste para permitir cualquier desalineación lateral de la barra de armadura opuesta. Este saliente es también una característica de seguridad, ya que impide que el miembro acoplador de ajuste se salga de la cabeza de asiento durante el proceso de edificación y construcción.

Preferentemente, la pared de extremo del acoplador de ajuste adaptada para recibir el saliente comprende una hendidura o abertura de mayor tamaño que el saliente, tal que al acoplar completamente el saliente hay un espacio entre el saliente y la hendidura o abertura de, como mínimo, tres milímetros de anchura. Alternativamente, el espacio puede tener una anchura inferior a tres milímetros.

Preferentemente, la barra roscada tiene una parte ensanchada y sin rosca en un extremo como característica de seguridad para evitar que el miembro acoplador de ajuste se enrosque más allá de su acoplamiento roscado con la barra roscada.

Preferentemente, la barra roscada también tiene una hendidura o abertura cónica en su extremo ensanchado no roscado para permitir que el saliente de centrado cónico tenga más espacio de ajuste vertical dentro del acoplador cuando exista la necesidad de limitar la longitud total del conjunto acoplador para albergar un espacio más estrecho entre los dos elementos estructurales de hormigón que se están levantando o elevando con gatos y alineando verticalmente en su posición.

Preferentemente, hay una tuerca de bloqueo en la barra roscada que se puede ajustar contra el miembro acoplador de ajuste para asegurar aún más el conjunto acoplador completado y reducir el deslizamiento o alargamiento general del conjunto acoplador cuando se somete a una carga de tracción o compresión.

El acoplador también se puede modificar para su uso como acoplador tensor, incluyendo las modificaciones: alargamiento del miembro acoplador de ajuste para proporcionar roscas adicionales en sus paredes interior y exterior;

alargamiento del miembro acoplador envolvente para proporcionar rosca adicional en su pared interior;

tal que, durante el ensamblaje, las paredes roscadas alargadas de ambos miembros acopladores permiten que la pared de extremo del miembro acoplador envolvente se acople a la cabeza de asiento antes de que el miembro acoplador de ajuste entre en contacto con la cabeza de asiento, y tal que al continuar enroscando los miembros acopladores de ajuste y envolvente entre sí se juntan bajo tensión los miembros estructurales primero y segundo opuestos.

Preferentemente, si se requiere que el miembro acoplador modificado actúe tanto a tracción como a compresión, se puede inyectar un relleno fluido de endurecimiento rápido, como una lechada cementosa o epoxi o un material similar, en un hueco interno formado al enroscar los miembros acopladores de ajuste y envolvente entre sí. Preferentemente, el relleno se puede inyectar a través de un orificio de alimentación en el miembro acoplador de ajuste.

Preferentemente, también existe un orificio de purga ubicado en el miembro acoplador de ajuste para permitir que el aire escape a medida que el relleno es inyectado en el hueco.

Preferentemente, tanto el orificio de alimentación como el orificio de purga están internamente roscados para permitir la inserción de un tapón roscado para evitar la pérdida del relleno luego de haber sido inyectado en el hueco.

Más preferentemente, el orificio de alimentación internamente roscado también se puede usar para asegurar un extremo roscado de un aparato de inyección para inyectar el relleno.

De forma adecuada, una vez que el relleno ha alcanzado la resistencia requerida, la versión modificada del conjunto acoplador se comportará de forma similar a la hora de soportar fuerzas de compresión y de tracción. En otro aspecto, la invención consiste en un método de ajuste de la posición de estructuras de edificios de hormigón ubicadas una sobre la otra mediante sus barras de refuerzo o asientos usando el acoplador tal como se reivindica en la reivindicación 1, incluyendo los pasos de:

a) acoplar las barras roscadas con miembros acopladores de ajuste enroscados al elemento estructural, b) acoplar los pernos de asiento pasados a través de los miembros acopladores envolventes al segundo elemento estructural opuesto correspondiente,

c) enroscar los miembros acopladores envolventes a las partes roscadas complementarias de los pernos de asiento para mantener apartados temporalmente los miembros acopladores envolventes,

d) enroscar los miembros acopladores de ajuste a las barras para acoplar las cabezas de asiento en alineación coaxial y aplicar una fuerza de levantamiento o empuje para ajustar la posición de los elementos estructurales primero y segundo entre sí,

e) una vez finalizado el ajuste, enroscar los miembros acopladores envolventes a los miembros acopladores de ajuste para envolver y bloquear las cabezas de asiento contra los miembros acopladores de ajuste,

f) ajustar y bloquear las tuercas para asegurar adicionalmente los componentes individuales de los conjuntos acopladores,

g) opcionalmente, rellenar todos los huecos en los conjuntos acopladores con relleno, antes de h) embeber los conjuntos acopladores de forma permanente en hormigón.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para que la invención se comprenda mejor y pueda ser puesta en práctica, a continuación se hará referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 muestra una vista en despiece de un acoplador preferente de la invención.

La figura 2 muestra una vista completamente montada del acoplador de la figura 1.

Las figuras 3, 4 y 5 muestran secciones transversales del acoplador en el proceso de montaje cuando se juntan dos elementos estructurales de hormigón.

Las figuras 6 y 7 muestran una sección transversal de una disposición de montaje entre un miembro acoplador de ajuste, una barra roscada y una tuerca de bloqueo del acoplador.

La figura 8 muestra una sección transversal de un conjunto acoplador, en el que una barra roscada y un perno de asiento se unen directamente a las barras de refuerzo.

La figura 9 muestra una sección transversal del acoplador con el perno de asiento en una posición excéntrica dentro del miembro acoplador envolvente cuando las barras opuestas que se van a conectar están desalineadas. La figura 10 muestra una sección transversal del acoplador con el perno de asiento en una posición concéntrica dentro del miembro acoplador envolvente cuando las barras opuestas que se van a conectar están alineadas. La figura 11 muestra detalles del perno de asiento y el miembro acoplador envolvente con partes roscadas complementarias para mantener apartado temporalmente el miembro acoplador envolvente durante el proceso de instalación.

Las figuras 12 y 13 muestran el acoplador en uso para conectar y alinear columnas prefabricadas de hormigón. La figura 14 muestra detalles de componentes individuales de la invención.

La figura 15 muestra modificaciones del conjunto acoplador que permiten en luso como mecanismo tensor. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 es una visión en despiece del conjunto acoplador ajustable unido a barras de refuerzo 1, 1a típicas usadas en elementos estructurales de hormigón armado (no mostrados).

Los casquillos internamente roscados 2, 2a están preferentemente soldados por fricción o fijados por otros medios mecánicos a las barras de refuerzo 1, 1a. El miembro acoplador envolvente 3 incluye una pared roscada interna 3a para el acoplamiento con la pared roscada exterior 6a del miembro acoplador de ajuste 6. Hay una abertura o hueco (oculto en esta vista) en la pared de extremo del miembro acoplador envolvente 3 a través del cual pasa el eje 4a del perno de asiento 4. Preferentemente, en las superficies exteriores del miembro acoplador de ajuste 6 y el miembro acoplador envolvente 3 están mecanizadas caras o superficies planas 3b, 6b para la aplicación de una o más llaves (no mostradas) para ajustar todo el conjunto entre sí. El perno de asiento 4 con el eje 4a tiene un extremo roscado 4c para el acoplamiento en el casquillo internamente roscado 2. En el extremo opuesto, hay una cabeza de asiento 4b (a la que también se hace referencia como 4b en las figuras 3 y 4) contra la cual se acopla el miembro acoplador de ajuste 6 para aplicar la fuerza de levantamiento o elevación. Ubicado sobre la superficie de apoyo 4e de la cabeza de asiento 4b, un saliente de centrado 4d cónico o ahusado (al que también se hace referencia como 4d en las figuras 3 y 4) ayuda a alinear el miembro acoplador de ajuste 6 cuando entran en contacto el perno de asiento 4 y el miembro acoplador de ajuste 6. El diámetro de la base del saliente ahusado o cónico es menor, preferentemente como mínimo tres (3) milímetros o menos, que el diámetro interno del miembro acoplador de ajuste 6 para permitir cualquier desalineación lateral de las barras de refuerzo 1, 1a inferior y superior. El saliente ahusado o cónico es también una característica de seguridad para impedir que el perno de asiento 4 se salga accidentalmente del miembro acoplador de ajuste 6 durante el proceso de alineación en la construcción o el montaje. El vástago 4a es preferentemente más estrecho o de tamaño reducido (mostrado entre la cabeza de asiento 4b y la parte roscada 4c) para proporcionar un mayor movimiento lateral o tolerancia hacia los lados cuando se encuentra en la abertura 3a del miembro acoplador envolvente 3 (véanse también 8 y 8a en las figuras 9 y 10). El perno de asiento 4 también puede tener planos 4f mecanizados en la cabeza de asiento 4 para la aplicación de una llave (no mostrada) para ajustar la cabeza de asiento 4 en el casquillo internamente roscado 2.

La barra roscada 5 acopla la barra de refuerzo 1a opuesta mediante el casquillo internamente roscado 2a que está soldado por fricción o fijado por otros medios mecánicos a la barra de refuerzo 1 a. El extremo 5c opuesto se acopla con el casquillo 2a. La barra roscada 5 tiene un extremo no roscado 5a (al que también se hace referencia como 5a en las figuras 6 y 7), que preferentemente también está ensanchado como característica de seguridad que evita que el miembro acoplador de ajuste 6 se enrosque más allá de la parte de acoplamiento roscada deseada de la barra 5 (véase también 6c en las figuras 6 y 7). La barra roscada 5 también tiene una hendidura cónica en el extremo (oculta en esta vista, véase 5b en las figuras 3, 4, 6 y 7) que aloja el saliente 4d cónico o ahusado (véase también 4d en las figuras 3 y 4) de la superficie de apoyo 4e de la cabeza de asiento 4b. La hendidura cónica 5b permite un ajuste vertical mayor y más estrecho por parte del conjunto acoplador si existe la necesidad de reducir la longitud total del conjunto acoplador para albergar espacios muy estrechos entre las estructuras de hormigón que se están alineando y uniendo.

El miembro acoplador de ajuste 6 tiene una rosca exterior 6a para el acoplamiento con la rosca interna 3a del miembro acoplador envolvente 3 y una pared roscada interna 6c (a la que también se hace referencia como 6c en las figuras 6 y 7) para el acoplamiento con la barra roscada 5. El miembro acoplador de ajuste 6 también tiene planos 6b mecanizados en la cara exterior para la aplicación de una llave (no mostrada) para ajustar entre sí los miembros acopladores durante el montaje.

La tuerca de bloqueo 7 en la barra roscada 5 está ajustada contra el miembro acoplador de ajuste 6 cuando el acoplador ha sido completamente montado.

La figura 2 está numerada sustancialmente de forma idéntica y es una vista del acoplador ajustable de la figura 1 cuando está completamente montado.

Las figuras 3, 4 y 5 muestran el proceso de montaje cuando se juntan estructuras de hormigón entre sí.

En la figura 3, el perno de asiento 4 con miembro acoplador envolvente 3 están unidos al casquillo internamente roscado 2. El casquillo 2 está conectado a la barra de acero de refuerzo 1 que está hormigonada en un elemento estructural de hormigón ubicado encima (no mostrado). El miembro acoplador de ajuste 6 y la tuerca de bloqueo 7 están unidos al casquillo 2a a través de la barra roscada 5. El casquillo 2a está conectado a la barra de acero de refuerzo 1a que está hormigonada en un elemento estructural de hormigón ubicado abajo (no mostrado). El acoplador se encuentra en esta posición justo antes de juntar los dos elementos estructurales de hormigón para unirlos y alinearlos.

En la figura 4, los elementos estructurales de hormigón (no mostrados) se han colocado en posición tal que el miembro acoplador de ajuste 6 se acopla a la cabeza de asiento 4b. El saliente de centrado 4d ahusado se alinea con el miembro acoplador de ajuste 6 a medida que desciende hasta que la cabeza de asiento 4b entra en contacto con el acoplador ajustable 6 y también evita que el perno de asiento 4 se salga del miembro acoplador de ajuste 6.

La figura 5 muestra el acoplador completamente montado, tal que el miembro acoplador envolvente 3 está enroscado al miembro acoplador de ajuste 6 bloqueándolo contra la cabeza de asiento 4b. Esto queda adicionalmente asegurado al ajustar la tuerca de bloqueo 7 contra el miembro acoplador de ajuste 6.

Las figuras 6 y 7 muestran la disposición de montaje entre el miembro acoplador de ajuste 6, la barra roscada 5 y la tuerca de bloqueo 7. Específicamente, la figura 6 muestra una vista en despiece de los tres componentes, en la que la barra roscada 5 está enroscada en la pared interna roscada 6c del miembro acoplador de ajuste 6 alimentándose a través del extremo abierto 6d del miembro acoplador de ajuste 6. En la figura 7, en el extremo de la barra roscada 5, una parte no roscada 5a ensanchada evita que el miembro acoplador de ajuste 6 se enrosque más allá del acoplamiento roscado deseado de la pared roscada 6c (a la que también se hace referencia como 6c en las figuras 6 y 7) del miembro acoplador de ajuste 6. Esta es una característica de seguridad muy importante al montar estructuras de hormigón en obra porque, si no existiera, no se puede estar seguro si el miembro acoplador de ajuste se ha enroscado hacia abajo tanto como para que se desacople de la barra roscada o si solo está enroscado algunas vueltas. Por tanto, la parte no roscada 5a ensanchada asegura que la barra roscada 5 siempre se acoplará al miembro acoplador de ajuste 6 mediante un grado apropiado o deseado de contacto roscado. Con el fin de explicar más claramente esta característica, la figura 7 muestra el miembro acoplador de ajuste 6 en su posición de levantamiento de máxima extensión, con la parte no roscada 5a ensanchada de la barra roscada 5 evitando que el miembro acoplador de ajuste 6 se enrosque más allá del contacto roscado mínimo 6c (al que también se hace referencia como 6c en las figuras 6 y 7).

La figura 8 muestra la barra roscada 5 soldada por fricción (o fijada por otros medios mecánicos adecuados) directamente a la barra de refuerzo 1a, eliminando por tanto la necesidad de un casquillo internamente roscado. Del mismo modo, el perno de asiento 4 puede estar soldado por fricción (o fijado por otros medios mecánicos) directamente a la barra de refuerzo 1, eliminando también la necesidad de un casquillo internamente roscado.

Las figuras 9 y 10 demuestran la tolerancia lateral o hacia los lados que se consigue gracias a que la abertura 3a en la base del miembro acoplador envolvente 3 sea más grande que la parte más estrecha o con cuello del vástago 4a del perno de asiento 4, sin que sea demasiado grande como para permitir que la cabeza de asiento 4b pueda pasar a través. Las tolerancias espaciales 8 y 8a permiten acomodar cualquier ligera desalineación de la barra de armadura 1, 1a opuesta que se acopla o une.

La figura 9 muestra las barras de refuerzo 1, 1a en una posición ligeramente excéntrica o desalineada, mientras la figura 10 muestra las barras de refuerzo 1, 1a en una posición casi perfectamente alineada.

La figura 11 muestra el perno de asiento 4 y el miembro acoplador envolvente 3 con partes roscadas 80 y 81 complementarias (a las que también se hace referencia como 80 y 81 en la figura 13). Estas partes roscadas permiten mantener al miembro acoplador envolvente 3 apartado durante el proceso de montaje (véase también 80 y 81 en la figura 13).

Las figuras 12 y 13 muestran conjuntos acopladores ajustables 10, 12, 14, 16 (el conjunto acoplador 16 ligeramente oculto en esta vista) en uso conectando y alineando dos elementos estructurales de hormigón, en este caso, columnas de hormigón 20 y 30. La figura 13 es una vista en corte de uno de los conjuntos acopladores ajustables 10 ubicados en la base de la columna 20 de hormigón en la figura 12. Al girar el miembro acoplador de ajuste 6 alrededor de la barra roscada 5 o bien en sentido horario o antihorario 9 contra la cabeza de asiento 4b, aumentará o disminuirá la distancia entre las dos columnas. De este modo, se ajusta la verticalidad de la columna 20 ajustando de forma incremental la posición vertical de la columna 20 para llevarla a una alineación vertical deseada con respecto a la columna 30. La figura 13 también muestra el miembro acoplador envolvente 3 mantenido aparte en el perno de asiento 4 mediante las partes roscadas 80 y 81 complementarias ubicadas en el perno de asiento 4 y el miembro acoplador envolvente 6 respectivamente. Una vez realizado el ajuste necesario del acoplador, el miembro acoplador envolvente 3 puede soltarse desenroscándolo de la parte roscada 80 complementaria situada en el perno de asiento 4, lo que permite acoplarlo con el miembro acoplador de ajuste 6 para completar el proceso de acoplamiento. Después de que cada uno de los conjuntos acopladores 10 - 16 haya sido finalmente ajustado y asegurado en su posición, el espacio entre las dos columnas 20, 30 de hormigón puede rellenarse in situ con hormigón.

La figura 14 es una vista clara de cada uno de los componentes individuales, es decir: casquillo internamente roscado 2, miembro acoplador envolvente 3, perno de asiento 4, barra roscada 5, miembro acoplador de ajuste 6 y tuerca de bloqueo 7.

En referencia a la figura 15, con modificaciones en los miembros acopladores de ajuste y envolventes, el presente conjunto acoplador también puede utilizarse como acoplador tensor.

El miembro acoplador de ajuste 66 se ha alargado para proporcionar rosca 67 adicional y el miembro acoplador envolvente 33 también ha sido alargado para proporcionar rosca 34 adicional. Con esta longitud y rosca adicionales, ahora es posible usar el conjunto acoplador de ajuste para atraer las dos barras 70, 72 opuestas una hacia la otra y ponerlas en tensión.

En funcionamiento, la pared de extremo 33a del miembro acoplador envolvente 33 se acopla a la cabeza de asiento 4b antes de que el miembro acoplador interior 66 entre en contacto con la cabeza de asiento 4b. Al seguir enroscando los miembros acopladores de ajuste y envolvente 66, 33 entre sí, se aplica tensión a las barras de armadura 70, 72 opuestas.

Si se requiere que este acoplador modificado actúe tanto a tracción como a compresión, se puede inyectar un material fluido de endurecimiento rápido, como una lechada cementosa o epoxi, en un hueco interno 35 formado entre el miembro acoplador de ajuste 66 y el miembro acoplador envolvente 33 tras montar los miembros acopladores. El material fluido de endurecimiento rápido se puede inyectar a través de un orificio de alimentación 68 en el miembro acoplador de ajuste 66. Un orificio de purga 69 en el mismo nivel que el orificio de alimentación 68 en el miembro acoplador de ajuste 66 permite que escape el aire mientras se inyecta el material fluido de endurecimiento rápido al hueco 35. Tanto el orificio de alimentación 68 como el orificio de purga 69 están internamente roscados para permitir la inserción de un tapón roscado para evitar la pérdida del material fluido de endurecimiento rápido luego de haber sido inyectado en el hueco. El orificio de alimentación 68 internamente roscado también se puede usar para asegurar un extremo roscado de un aparato de inyección para inyectar el material fluido de endurecimiento rápido. Una vez que el material fluido de endurecimiento rápido ha alcanzado la resistencia requerida, esta versión modificada del conjunto acoplador ajustable se comportará de forma similar a la hora de transferir fuerzas de compresión y de tracción a barras de armadura 70, 72 opuestas.

Por supuesto, se entenderá que, si bien lo anterior se ha expuesto a modo de ejemplo ilustrativo de esta invención, todas las modificaciones y variaciones de la misma que resulten evidentes para los expertos en la materia se considerarán incluidas en el alcance de esta invención tal como se define en las reivindicaciones.

Además, a lo largo de la especificación debe apreciarse que los términos «que comprende» o «que contiene» deben entenderse con un amplio significado similar al término «que incluye» y se entenderá que implican la inclusión de una característica o paso establecido o un grupo de características o pasos, pero no la exclusión de cualquier otra característica o paso o grupo de características o pasos. Esta definición también se aplica a las variaciones de los términos «que comprende» y «que contiene» como «comprenden» y «comprende», «contienen» y «contiene».

Además, se entiende que los términos «elementos estructurales de hormigón», «estructuras de hormigón» y «estructuras de edificios» se comprende que incluyen barras, columnas, paredes, suelos, vigas y otras estructuras de hormigón, así como vigas, vigas maestras, barras, columnas u otros componentes constructivos de acero. Cuando se hace referencia a pernos o barras, se aplica igualmente a barras de refuerzo o varillas que sobresalen de las estructuras, tal como se describe en el presente documento. En los ejemplos específicos proporcionados, el termino barra o perno «roscado» se puede intercambiar por barras de refuerzo con rosca exterior. Los términos «gato de husillo» o «elevación con gato de husillo» son términos de la técnica que se refieren a levantar estructuras de hormigón mediante un elevador o gato usando un mecanismo de tornillo roscado para aplicar la fuerza de levantamiento.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un acoplador (10) para unir elementos estructurales opuestos durante la construcción, que comprende: una barra roscada (5) adaptada para unirse a un primer elemento estructural;

un perno de asiento (4) de una pieza, no giratorio, que comprende un vástago (4a) con una cabeza de asiento (4b) integral con un saliente de centrado (4d), estando el perno de asiento (4) adaptado para fijarse a un segundo elemento estructural opuesto correspondiente;

un miembro acoplador de ajuste (6) con una pared roscada interior (6c) y una pared roscada exterior (6a) y una pared de extremo, estando la pared de extremo configurada complementariamente para recibir el saliente de centrado (4d);

estando el miembro acoplador de ajuste (6) adaptado para enroscarse a la barra roscada (5) de modo que la pared de extremo pueda girar contra el perno de asiento (4) no giratorio de una sola pieza, tal que la pared de extremo, al acoplarse al saliente de centrado (4d), ayuda a alinear los elementos estructurales opuestos primero y segundo; un miembro acoplador envolvente (3) que tiene una pared roscada interior (3a) y una abertura en la pared del extremo;

estando el miembro acoplador envolvente (3) adaptado para enroscarse al miembro acoplador de ajuste (6) con el vástago (4a) del perno de asiento (4) pasando a través de la abertura;

estando el miembro acoplador de ajuste (6) adaptado para enroscarse a la barra roscada (5) para acoplarse y aplicar una fuerza de empuje contra la cabeza de asiento (4b), tal que la posición del primer elemento estructural con respecto al segundo elemento estructural se pueda ajustar y tal que al alcanzar la posición final deseada, el miembro acoplador envolvente (3) se pueda enroscar al miembro acoplador de ajuste (6) para envolver y bloquear la cabeza de asiento (4b) contra el miembro acoplador de ajuste (6).

2. Acoplador (10), según la reivindicación 1, tal que el perno de asiento (4) es una construcción unitaria o de una sola pieza y la cabeza de asiento (4b) comprende un resalte cilíndrico con el saliente de centrado (4d) ubicado en el centro de su superficie superior.

3. Acoplador (10), según la reivindicación 1, tal que el vástago (4a) del perno de asiento (4) tiene un cuello de tamaño reducido para proporcionar un mayor movimiento hacia los lados o tolerancia lateral cuando se encuentra en la abertura del miembro acoplador envolvente (3).

4. Acoplador (10), según la reivindicación 1, tal que el saliente de centrado (4d) de la cabeza de asiento (4b) tiene una configuración cónica, de cono truncado o ahusada.

5. Acoplador (10), según la reivindicación 1, en el que la pared de extremo del miembro acoplador de ajuste (6) adaptada para recibir el saliente (4d) comprende una hendidura o abertura que, al acoplar completamente el saliente (4), deja un espacio entre el saliente (4d) y la hendidura o abertura de, como mínimo, tres milímetros de anchura.

6. Acoplador (10), según la reivindicación 1, en el que los miembros acopladores de ajuste y envolvente (6, 3) tienen caras o superficies planas (6b, 3b) mecanizadas en la cara externa para la aplicación de una o más llaves para girar y ajustar los miembros acopladores de ajuste y envolvente entre sí.

7. Acoplador (10), según la reivindicación 1, en el que la barra roscada (5) tiene una parte ensanchada y sin rosca en un extremo como característica de seguridad para evitar que el miembro acoplador de ajuste (6) se enrosque más allá de su acoplamiento roscado con la barra roscada (5).

8. Acoplador (10), según la reivindicación 1, en el que la barra roscada (5) tiene una hendidura o abertura en un extremo para proporcionar al saliente de centrado (4d) más espacio de ajuste vertical y/o para reducir la longitud total del acoplador montado.

9. Acoplador (10), según la reivindicación 1, tal que hay una tuerca de bloqueo (7) en la barra roscada (5) que se puede ajustar contra el miembro acoplador de ajuste (6) para bloquear y limitar el deslizamiento o alargamiento general del acoplador montado cuando se somete a una carga de tracción o compresión.

10. Acoplador (10), según la reivindicación 1, en el que se inyecta un relleno, una lechada cementosa o un epoxi fluido de endurecimiento rápido en un hueco interno (35) formado al enroscar los miembros acopladores de ajuste y envolvente (6, 3) entre sí, y/oen el que los miembros acopladores de ajuste y envolvente (6, 3) se embeben en hormigón.

11. Acoplador (10), según la reivindicación 1, en el que hay un orificio de alimentación (68) en el miembro acoplador de ajuste (6) para la inyección de un relleno, y/oen el que hay un orificio de purga (69) ubicado en el miembro acoplador de ajuste (6) para permitir que el aire escape.

12. Acoplador (10), según la reivindicación 1, en el que el vástago (4a) del perno de asiento (4) y el miembro acoplador envolvente (3) tienen partes roscadas complementarias para mantener temporalmente el miembro acoplador envolvente (3) apartado mientras el miembro acoplador de ajuste (6) se acopla a la cabeza de asiento (4b) antes de alcanzar la posición final deseada y el miembro acoplador envolvente (3) se enrosca en el miembro acoplador de ajuste (6) para acoplar los elementos estructurales primero y segundo.

13. Acoplador (10), según la reivindicación 1, modificado para su uso como acoplador tensor, incluyendo las modificaciones:

alargamiento del miembro acoplador de ajuste (6, 66) para proporcionar roscas adicionales (67) en sus paredes interior y exterior;

alargamiento del miembro acoplador envolvente (3, 33) para proporcionar rosca adicional (34) en su pared interior; tal que, durante el ensamblaje, las paredes roscadas alargadas de ambos miembros acopladores (3, 33, 6, 66) permiten que la pared de extremo (33a) del miembro acoplador envolvente (33) se acople a la cabeza de asiento (4b) antes de que el miembro acoplador de ajuste (6, 66) entre en contacto con la cabeza de asiento (4b), y tal que al continuar enroscando los miembros acopladores de ajuste y envolvente (6, 66, 3, 33) entre sí se juntan bajo tensión los miembros estructurales primero y segundo opuestos.

14. Método de ajuste de la posición de estructuras de edificios de hormigón ubicadas una sobre la otra mediante miembros estructurales primero y segundo usando el acoplador (10), tal como se reivindica en la reivindicación 1, incluyendo los pasos de:

a) acoplar las barras roscadas (5) con miembros acopladores de ajuste (6) enroscados al primer elemento estructural,

b) acoplar los pernos de asiento (4) pasados a través de los miembros acopladores envolventes (3) al segundo elemento estructural opuesto correspondiente,

c) enroscar los miembros acopladores envolventes (3) a las partes roscadas complementarias de los pernos de asiento (4) para mantener apartados temporalmente los miembros acopladores envolventes (3),

d) enroscar los miembros acopladores de ajuste (6) a las barras (5) para acoplar las cabezas de asiento (4b) en alineación coaxial y aplicar una fuerza de levantamiento o empuje para ajustar la posición de los elementos estructurales primero y segundo entre sí,

e) una vez finalizado el ajuste, enroscar los miembros acopladores envolventes (3) a los miembros acopladores de ajuste (6) para envolver y bloquear las cabezas de asiento (4b) contra los miembros acopladores de ajuste (6), f) ajustar y bloquear las tuercas para asegurar adicionalmente los componentes individuales de los conjuntos acopladores,

g) opcionalmente, rellenar todos los huecos en los conjuntos acopladores con relleno, antes de

h) embeber los conjuntos acopladores de forma permanente en hormigón.