ES2941407T3 - Sistema para la fijación de un anclaje en un sustrato mineral - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un sistema para la fijación de un anclaje (40) en un sondeo en un sustrato mineral, en particular hormigón, mortero o mampostería, que comprende un anclaje (40) con una sección de núcleo y una sección roscada (52) y que comprende un herramienta surcadora (10) para surcar una rosca interna en el pozo, donde la herramienta surcadora (10) comprende lo siguiente: una parte principal (12) con un extremo anterior y un extremo posterior (12a, 12b), dicha parte principal (12) que tiene una superficie exterior en la que se forma un surco (18) que es adecuado para surcar el hilo interno en la pared del pozo. La superficie exterior de la parte principal (12) está provista de una pluralidad de elevaciones (24), cada una de las cuales tiene un borde cortante (26), y todos los bordes cortantes (26) descansan al menos en parte sobre un cilindro imaginario con un diámetro (do). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema para la fijación de un anclaje en un sustrato mineral
Campo de la invención
La presente invención pertenece al ámbito de la técnica de anclaje. En particular, se refiere a un sistema y un procedimiento para fijar un anclaje en un sustrato mineral según el preámbulo de la reivindicación 1 o según el preámbulo de la reivindicación 9, y una herramienta de surcado según el preámbulo de la reivindicación 14.
Antecedentes técnicos
Un anclaje en un sustrato mineral, por ejemplo, hormigón o mampostería, tiene la función de introducir cargas desde un componente en la base de anclaje o, en términos de armadura, absorber cargas de tracción dentro de una estructura de componentes. El requisito previo para ello es que, para su uso, este anclaje pueda ser introducido posteriormente en la estructura o en la base de anclaje.
En el estado de la técnica se conocen anclajes roscados que presentan una rosca autorroscante o rosca de surcado con cuya ayuda se surca una rosca interior en una perforación en el sustrato mineral cuando se enrosca el anclaje roscado.
Alternativamente, se ha propuesto usar una herramienta de surcado especialmente prevista para formar una rosca interior en la perforación antes de enroscar el anclaje roscado. Una herramienta de este tipo se divulga, por ejemplo, en el documento EP 0625/400 A1. De los documentos DE 19735280 A1 y DE 19905845 A1 se conoce un juego de enroscado que comprende un cortador de roscas configurado a modo de tornillo y un tornillo de material resistente a la corrosión.
El documento WO 2017/025318A1 divulga un procedimiento para colocar un tornillo en un sustrato de un material mineral. A este respecto, se genera una rosca interior en la perforación mediante un macho provisto de rosca cortante y, a continuación, se introduce el tornillo en la perforación, enroscándose la rosca exterior del tornillo en la rosca generada por el macho en la perforación. De acuerdo con este documento, el diámetro exterior de la rosca cortante del macho debe ser menor que el diámetro exterior de la rosca exterior del correspondiente tornillo. En otras palabras, se propone dimensionar la rosca cortante del macho de forma que la rosca interior precortada sea menor que la rosca exterior del tornillo. Debido a este subdimensionamiento, la punta de la rosca de la rosca exterior del tornillo corta el sustrato al enroscar el tornillo, a pesar de la rosca interior previamente surcada, de modo que, cuando se enrosca el tornillo, se generan partículas de sustrato intencionadamente sueltas que, según la enseñanza de este documento, procuran una compresión deseada del tornillo con la pared circundante de la perforación para estabilizar así la perforación. Según este documento, es preferente que el diámetro exterior de la rosca cortante del macho sea únicamente de 0,85 a 0,92 veces el diámetro exterior de la rosca exterior del tornillo. Esto también crea cierta resistencia al enroscar el tornillo en la punta de la rosca, lo que se describe como una sensación de ajuste sólido.
El documento WO2017/025318A1 divulga un sistema según el preámbulo de la reivindicación 1 y un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 9. El documento EP3379092A1 divulga una herramienta de surcado según el preámbulo de la reivindicación 14.
Resumen de la invención
La invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento y un sistema para la fijación de un anclaje en un sustrato mineral que permita un asentamiento fácil y seguro, pero que al mismo tiempo permita un nivel de carga fiablemente alto.
Este objetivo se consigue mediante un sistema según la reivindicación 1, un procedimiento según la reivindicación 9 y una herramienta de surcado según la reivindicación 14. Perfeccionamientos ventajosos se indican en las reivindicaciones dependientes.
Un primer aspecto de la invención se refiere a un sistema para la fijación de un anclaje en una perforación en un sustrato mineral, en particular hormigón, mortero o mampostería, que comprende un anclaje con una sección de núcleo y una sección de rosca, teniendo la sección de núcleo un diámetro de núcleo dK y la sección de rosca, un diámetro exterior dG. El anclaje puede ser, por ejemplo, un conocido tornillo monolítico con una rosca de tornillo para hormigón y, en este caso, la "sección de núcleo" estaría formada por el núcleo y la "sección de rosca" estaría formada por la rosca de este tornillo monolítico. Sin embargo, la invención no se limita a tales anclajes. Por ejemplo, el anclaje puede estar formada por un casquillo roscado con rosca exterior, que sea hueco por dentro y, por lo tanto, no tenga "núcleo" en el sentido estricto de la palabra. Sin embargo, en el sentido de la presente divulgación, tiene una "sección de núcleo", que en este caso se corresponde con una sección entre dos filetes de rosca adyacentes. Además, en el marco de la invención, un anclaje también puede estar configurado de dos piezas y, por ejemplo, comprender una hélice con una cresta de rosca en la que, cuando se ensambla el anclaje, se enrosca una varilla roscada que también forma parte
del anclaje de dos piezas. En este caso, la "sección de rosca" del anclaje está formada por la cresta de rosca de la hélice del anclaje de dos piezas, como se explicará más detalladamente a continuación mediante un ejemplo de realización.
El sistema comprende, además, una herramienta de surcado, diferente del anclaje, para surcar una rosca interior en la perforación. A este respecto, la herramienta de surcado comprende un cuerpo base al menos aproximadamente cilíndrico o cónico con un extremo delantero y otro trasero, estando colocado o pudiendo colocarse un elemento de transmisión de fuerza -generalmente en el extremo trasero (aunque no necesariamente)- a través del cual se puede transmitir al cuerpo base un par para girar la herramienta de surcado en la perforación y así surcar la rosca. A este respecto, el cuerpo base tiene una superficie exterior en la que está formada una rosca de surcado que es adecuada para surcar la rosca interior en la pared de la perforación. En la superficie exterior del cuerpo base hay una pluralidad de protuberancias que presentan en cada caso un borde cortante, estando todos los bordes cortantes al menos parcialmente formando un cilindro imaginario con un diámetro (dO), y siendo adecuados los bordes cortantes, al girar la herramienta de surcado en la perforación, para extraer al menos parcialmente material de la pared interna de la perforación para adaptar la pared interna de la perforación al cilindro imaginario.
Desviándose de la enseñanza del documento WO 2017/025318, las investigaciones de los inventores sugieren que solo es posible un aumento significativo de la carga estabilizando el soporte de hormigón en la base de la rosca del anclaje roscado. Esto se ha confirmado mediante ensayos de niveles de carga críticos de los inventores, especialmente en hormigón fisurado. Bajo carga, se produce una alta presión bajo los flancos de rosca del anclaje roscado, lo que conduce a una especie de "plastificación" de la matriz de hormigón, en la que los poros se desplazan y la matriz de hormigón se deforma irreversiblemente. Se puede evitar que el soporte se rompa si el anclaje genera un efecto de apoyo suficiente que ayude a este respecto a soportar las altas presiones de la aplicación de carga local. Por esta razón, el espacio intermedio entre el núcleo del anclaje y la pared de la perforación debe ser lo más pequeño posible por toda la unión.
Como regla general, las perforaciones en hormigón se crean con un taladro percutor de doble filo. A este respecto, un impacto de martillo se superpone a un movimiento giratorio de tal manera que el cincel se introduce sin rotación en la base de anclaje durante el recorrido carrera de trabajo y un movimiento de rotación se superpone al recorrido de retorno. Con este procedimiento, se crean perforaciones que no son cilíndricas sino que tienen una especie de "forma helicoidal". La sección transversal de la perforación generalmente adopta a este respecto la forma de una figura de ancho constante, con un número de lados que excede el número de bordes cortantes de la broca en 1. En el caso típico de una broca con dos bordes cortantes, resulta como caso especial una sección transversal en forma del llamado triángulo de Releaux. Esto da como resultado que, aunque el núcleo haga contacto con la pared de la perforación en muchos puntos, de modo que el núcleo del tornillo parece encajar firmemente en la perforación y, mientras se enrosca, también hay fuerzas de fricción significativas entre secciones del núcleo y secciones de la perforación no cilíndrica (que impedirían una fácil ampliación del diámetro del núcleo del anclaje), el volumen total del espacio entre el núcleo del anclaje y la pared de la perforación es mayor que el necesario para un efecto de soporte óptimo.
Por lo tanto, la invención prevé un sistema con una herramienta de surcado especial que tiene un cuerpo base al menos aproximadamente cilíndrico o cónico con una superficie exterior en la que hay formada una rosca de surcado que es adecuada para surcar la rosca interior en la pared de la perforación. En la superficie exterior del cuerpo base hay además una pluralidad de protuberancias que presentan en cada caso un borde cortante, formando todos los bordes cortantes al menos parcialmente un cilindro imaginario con un diámetro dO, y siendo adecuados los bordes cortantes, al girar la herramienta de surcado en la perforación, para extraer al menos parcialmente material de la pared interna de la perforación para adaptar la pared interna de la perforación al cilindro imaginario. Como resultado, la perforación generalmente no solo se homogeneiza en términos de su forma, sino que también se alisa. Esto hace posible el uso de anclajes con un diámetro de núcleo mayor que sin tal procesamiento de la pared interior de la perforación con la herramienta de surcado, sin aumentar significativamente las fuerzas de enroscado debido a la fricción del núcleo en la pared de la perforación. Como resultado, por lo tanto, se puede reducir el volumen total entre el núcleo del anclaje y la pared de la perforación, por lo que se puede aumentar el efecto de refuerzo.
La indicación de que los bordes cortantes forman el cilindro imaginario "al menos por secciones" incluye la posibilidad de que los bordes cortantes realmente formen el cilindro imaginario por toda su longitud. Sin embargo, esto no es necesario para la función de extraer material de la pared interior de la perforación para adaptarla al cilindro imaginario. Para ello es suficiente que los bordes cortantes formen dicho cilindro al menos en una parte de su longitud, en casos extremos solo en un punto de la misma. Por ejemplo, los bordes cortantes podrían estar dispuestos sobre la superficie envolvente del cilindro imaginario únicamente en una sección posterior, es decir, trasera en la dirección del enroscado, pero estrecharse cónicamente en una sección delantera en la dirección de enroscado, para facilitar el enroscado. En esta sección delantera, los bordes cortantes podrían estar a este respecto, por ejemplo, en la superficie envolvente de un tronco cónico que se estreche cónicamente en la dirección de giro de la herramienta de surcado y cuya superficie de base tenga el mismo diámetro que el cilindro imaginario. Incluso es concebible, aunque no preferente, que los bordes cortantes estén por toda su longitud sobre un tronco cónico cuyas líneas generatrices estén solo ligeramente inclinadas con respecto al eje central; en este caso, solo el extremo posterior del borde cortante estaría entonces sobre la superficie envolvente del cilindro imaginario, correspondientemente al caso extremo mencionado anteriormente de que se encuentren "solo en un punto" sobre el cilindro imaginario.
En una forma de realización ventajosa, el borde cortante está formado por un borde en el que una superficie esencialmente radial, que está inclinada con respecto a la dirección radial menos de 30°, preferentemente menos de 15°, y una superficie esencialmente tangencial, que está inclinada con respecto a la dirección radial al menos 45°, son colindantes, apuntando la normal superficial de la superficie esencialmente radial en la dirección de roscado. En este caso, la "dirección de enroscado" significa la dirección de rotación al enroscar, es decir, una dirección tangencial, no la dirección de avance axial que resulta al enroscar. La "superficie esencialmente radial" es a este respecto, al menos en términos generales, perpendicular a la pared de la perforación, mientras que la "superficie esencialmente tangencial" es una superficie que es al menos más bien paralela que perpendicular a la pared de la perforación. Esta forma permite proporcionar un borde cortante estable, suficientemente afilado y de bajo desgaste.
En una forma de realización ventajosa, la herramienta de surcado presenta al menos cuatro, preferentemente al menos seis de las protuberancias mencionadas con el correspondiente borde cortante. Una cantidad tan grande de protuberancias ayuda a este respecto a proporcionar una forma prácticamente cilíndrica de la pared interna de la perforación. Es posible una forma de realización con únicamente dos o tres bordes cortantes, pero en la práctica conduce a una forma menos buena de la perforación procesada y también a un mayor desgaste de cada borde cortante individual. De manera similar a la broca, en este caso también puede resultar una forma de sección transversal que al menos se asemeje a una figura de ancho constante y se acerque a un círculo con un número creciente de protuberancias, de modo que la forma de la perforación tratada se asemeje más a una forma de cilindro con un mayor número de protuberancias.
En una forma de realización preferente, el anclaje está fabricado con respecto al diámetro del núcleo dK con una tolerancia de fabricación inferior a 0,2 • (db)03 mm, y la herramienta de surcado está fabricada en relación con el diámetro do con una tolerancia de fabricación inferior a 0,1 • (db)03 mm, y se cumple lo siguiente:
0,0 mm < do - dK < 0,7 mm, preferentemente 0,1 mm < do - dK < 0,5 mm.
A este respecto, el diámetro nominal db de la perforación se corresponde en milímetros con el tamaño de una broca para la que está diseñado el anclaje, pero en sí mismo es adimensional. Así, por ejemplo, si el anclaje está diseñado para usarse con una broca de 8 mm, entonces db = 8. Las tolerancias de fabricación se escalan en este sentido con la potencia 0,3 del diámetro nominal db. Este dimensionamiento da como resultado un volumen muy pequeño entre el núcleo del anclaje y la pared de la perforación, lo que en la práctica ofrece altas capacidades de soporte bajo carga, pero al mismo tiempo evita pares de apriete excesivos debido a la fricción entre la pared interna de la perforación y el núcleo del anclaje.
En una forma de realización ventajosa, el anclaje está fabricado con respecto al diámetro exterior dG de su rosca con una tolerancia de fabricación inferior a 0,2 • (db)03 mm, la herramienta de surcado está fabricada en relación con el diámetro exterior máximo dF de su rosca de surcado también con una tolerancia de fabricación de menos de 0,2 • (db)0,3 mm y se cumple lo siguiente:
0,0 < (dF - dG)/ dK < 0,15, preferentemente 0,025 < (dF - dG)/ dK < 0,10.
En este sentido, la referencia al "diámetro exterior máximo dF de la rosca de surcado" toma en consideración el hecho de que la rosca de surcado normalmente tiene un diámetro exterior variable para formar un chaflán. Sin embargo, solo el diámetro exterior máximo dF es significativo para la profundidad de la rosca interior finalmente surcada. Lo mismo se cumple para la rosca del anclaje, que también puede tener un diámetro de rosca creciente en su extremo delantero, aunque el diámetro exterior de la rosca del anclaje por regla general es constante en la mayor parte de la longitud del anclaje. Por el diámetro exterior dG en este caso se entiende el diámetro del cilindro imaginario más pequeño en el que se puede inscribir las rosca de anclaje como un todo.
Contrariamente a la enseñanza del documento WO 2017/025318, esta forma de realización de la invención precisamente no prevé elegir el diámetro exterior dG de la rosca del anclaje mayor que el diámetro exterior máximo dF de la rosca de surcado. Si bien el documento WO 2017/025318 propone una medida mínima de la rosca interior previamente surcada con respecto a la rosca exterior del anclaje para eliminar artificialmente las partículas de sustrato y aumentar el par de inserción con el fin de lograr una sensación de ajuste sólido, un aspecto de la presente divulgación persigue el objetivo de procesar la perforación perforado de tal manera que la perforación en sí esté en todas partes lo más cerca posible del núcleo. Un factor limitante para el diámetro del anclaje, a pesar del procesamiento de la perforación para aproximarse a una forma cilíndrica ideal, es la fricción del núcleo con la pared de la perforación y el aumento concomitante del par de apriete. Por este motivo, la forma de realización preferente de la invención evita la resistencia al apriete adicional, como se genera deliberadamente en el documento W o 2017/025318 por el trabajo de deformación en la punta de la rosca del anclaje, a favor de la posibilidad de elegir un diámetro de núcleo mayor para el anclaje. Se podría suponer que también se puede lograr un aumento de la carga mediante un ajuste especialmente estrecho de la punta de rosca del anclaje en la base de anclaje, o incluso apretando la punta de rosca. Sin embargo, según los conocimientos de los inventores, en la práctica, este no es el caso. Los inventores han descubierto que el mecanismo limitador de carga en un anclaje de tornillo es el comportamiento del anclaje bajo carga en una fisura de apertura o cierre. Sin embargo, cuando la fisura se abre, la punta de la rosca queda expuesta de todos modos, por lo
que el mecanismo esperado en este caso no se produce.
En una forma de realización ventajosa, la rosca de surcado presenta una pluralidad de espiras, y la pluralidad de protuberancias está dispuesta entre espiras de la rosca de surcado. Esto conduce a un guiado óptimo de los bordes cortantes en la perforación sobre la superficie envolvente del cilindro imaginario y, por lo tanto, a un diseño mejorado de la perforación procesada.
La rosca de surcado presenta preferentemente menos de cuatro espiras, de forma particularmente preferente, entre 2,8 y 3,8 espiras. De esta manera, la fuerza que se requiere para enroscar la herramienta de surcado puede mantenerse lo suficientemente pequeña, incluso si la pared de la perforación se elimina parcialmente o se alisa con la ayuda de los bordes cortantes cuando se enrosca la herramienta de surcado.
En una forma de realización ventajosa, la herramienta de surcado presenta preferentemente en el lado de la rosca de surcado más cercano al extremo posterior un elemento de rascado anular que es adecuado para rascar el molido de perforación hacia fuera de la pared de la perforación. De esta manera, la perforación tratada con la ayuda de la herramienta de surcado queda libre en gran medida del molido de perforación y de abrasión debido a la acción de los bordes cortantes. De acuerdo con esta forma de realización, en contraste con el documento WO 2017/025318 mencionado anteriormente, no se pretende que cantidades significativas de partículas de sustrato permanezcan en la perforación entre el anclaje y la pared de la perforación. Por el contrario, la matriz de hormigón aún no deformada debe ser soportada esencialmente de manera directa por el núcleo del anclaje o la raíz de la rosca, que puede estar más cerca de la matriz de hormigón aún no deformada bajo carga que en el estado de la técnica debido al procesamiento de la perforación con ayuda de la herramienta de surcado.
Preferentemente, el diámetro exterior de la rosca de surcado disminuye hacia el extremo delantero para facilitar el roscado de la herramienta de surcado.
Las entalladuras están formadas preferentemente en la rosca de surcado y, entre entalladuras adyacentes hay formados dientes cortantes, en particular dientes cortantes en forma de cuña, correspondiéndose preferentemente al menos algunas de las entalladuras con la altura total de la rosca de surcado, de modo que la rosca de surcado se interrumpe por secciones.
Preferentemente, la herramienta de surcado, o al menos su rosca de surcado, tiene una dureza Rockwell de al menos 55 HRC, preferentemente de al menos 60 HRC. La herramienta de surcado, o al menos la rosca de surcado, puede estar fabricada de un acero aleado, acero para herramientas, estelite, un material cerámico o un metal duro.
En formas de realización preferentes, la herramienta de surcado está destinada a múltiples usos. En esto se diferencia la herramienta de surcado de algunas de las herramientas de surcado conocidas por el estado de la técnica, por ejemplo, el cortador de rosca del documento DE 19905845 A1, que está previsto explícitamente para un solo uso.
En una forma de realización ventajosa, la herramienta de surcado presenta en su extremo delantero un elemento de accionamiento que es adecuado para cooperar con un elemento de transmisión de fuerza del anclaje o, en el caso de los anclajes de varias piezas que se describen a continuación, una parte del mismo que debe enroscarse en la perforación tratada con la herramienta de surcado. Esto simplifica el procedimiento para colocar el anclaje, que, al igual que la herramienta de surcado, generalmente se enrosca con un taladro eléctrico porque no es necesario cambiar la herramienta entre el surcado de la rosca y el enroscado del anclaje. A este respecto, el elemento de accionamiento en el extremo delantero de la herramienta de surcado puede ser, en particular, un accionamiento poligonal o hexagonal, que se puede engranar con un correspondiente elemento de accionamiento o aplicación de fuerza en el anclaje. Sin embargo, la divulgación no se limita a tales elementos de accionamiento, sino que, por el contrario, estos pueden variar en función del tipo de anclaje. Como se explica con más detalle a continuación, el anclaje puede estar formado, por ejemplo, por un casquillo roscado en cuyo extremo trasero puede estar prevista, por ejemplo, una ranura como elemento de aplicación de fuerza o de accionamiento; en este caso, el elemento de accionamiento en el extremo delantero de la herramienta de surcado sería un elemento correspondiente que pueda encajar en esta ranura.
Para ciertas aplicaciones, puede ser ventajoso que el anclaje o al menos una parte del mismo se inserte completamente en el sustrato mineral y, en particular, se sumerja en la perforación, de modo que su extremo trasero quede separado de la superficie del sustrato. Esto se cumple, por ejemplo, para aplicaciones en las que el anclaje está formado por un casquillo roscado, por una varilla roscada, que, a diferencia de un tornillo con cabeza, puede alojarse completamente en la perforación, o por un anclaje de al menos dos piezas como el descrito con más detalle a continuación, en el que debe enroscarse una hélice como parte del anclaje de al menos dos piezas completamente en la perforación.
Para tales fines, puede estar previsto que el elemento de accionamiento de la herramienta de surcado y el elemento de transmisión de fuerza del anclaje estén coordinados entre sí de tal manera que puedan adoptar una posición acoplada y, en esta posición acoplada,
- se establezca la orientación relativa de la herramienta de surcado y el anclaje o la mencionada parte del mismo de
tal manera que la rosca de surcado forme una prolongación imaginaria de la rosca del anclaje, - con un giro de la herramienta de surcado en el sentido de enroscado, se pueda transmitir un par desde su elemento de accionamiento al elemento de transmisión de fuerza al anclaje o la parte del mismo, y
- con un giro de la herramienta de surcado en el sentido contrario al enroscado, no se puedan transmitir pares desde su elemento de accionamiento al elemento de transmisión de fuerza al anclaje o la parte del mismo.
Debido al hecho de que la herramienta de surcado y el anclaje están alineados entre sí en la posición de acoplamiento mencionada de tal manera que la rosca de surcado se encuentra en la prolongación imaginaria de la rosca de anclaje, la herramienta de surcado se puede volver a enroscar en la perforación al enroscar el anclaje o la parte de anclaje por completo sin surcar otra rosca, ya que la rosca de surcado es guiada automáticamente por la rosca ya formada en la perforación al sincronizarse con la rosca de anclaje. Al girar la herramienta de surcado en la dirección de enroscado, transmite un par desde su elemento de accionamiento al elemento de transmisión de fuerza del anclaje/parte de anclaje, de modo que este o esta se enrosca en la rosca surcada en la perforación. Cuando el anclaje o la parte del mismo ha alcanzado la profundidad de inserción deseada, la dirección de rotación de la herramienta de surcado se invierte para que se desenrosque de la perforación. Con este sentido de giro inverso, no se ejerce ningún par de torsión sobre el elemento de transmisión de fuerza del anclaje/parte de anclaje, de modo que el anclaje/parte de anclaje permanece en la posición hundida.
Son posibles distintos diseños del elemento de accionamiento de la herramienta de surcado y el elemento de transmisión de fuerza del anclaje/parte de anclaje que proporcionan esta funcionalidad y este aspecto de la invención no se limita a un diseño especial. En formas de realización preferentes, el elemento de accionamiento de la herramienta de surcado presenta una primera superficie de tope cuya normal a la superficie n forma con un vector tangente t un ángulo de 45° como máximo, preferentemente de 30° como máximo y, de manera especialmente preferente, de 15° como máximo, definiéndose el vector tangencial t como el producto vectorial de un vector axial a, dirigido hacia el extremo delantero de la herramienta de surcado, y un vector radial r, cuya punta se encuentra en la primera superficie de tope, de modo que se cumple lo siguiente: t = a x r, y presentando el elemento de transmisión de fuerza del anclaje/parte de anclaje una primera superficie de tope que hace tope con la primera superficie de tope del elemento de accionamiento cuando el elemento de accionamiento y el elemento de transmisión de fuerza adoptan la posición acoplada.
El vector tangencial t es, expresándolo de manera simplificada, un vector que indica en todo momento en qué sentido se desplaza la primera superficie de tope debido al giro de la herramienta de surcado en el sentido de enroscado. A esta rotación se superpone un movimiento axial debido al paso de rosca que, sin embargo no es tomado en consideración por el vector tangencial t . En la presente forma de realización preferente, esta dirección debe coincidir al menos de manera aproximada la normal a la superficie n de la primera superficie de tope, es decir, formar un ángulo de como máximo 45°, preferentemente como máximo de 30° y, de manera particularmente preferente, de como máximo 15° con la normal a la superficie n para poder transmitir de forma eficaz un par a través de las primeras superficies de tope al elemento de transmisión de fuerza del anclaje/parte de anclaje al enroscar la herramienta de surcado. Además, las primeras superficies de tope ayudan a este respecto a definir la orientación relativa de la herramienta de surcado y el anclaje/parte de anclaje con respecto a su posición de rotación cuando las primeras superficies de tope se apoyan entre sí en dicha posición acoplada, asegurando así la sincronización de la rosca de anclaje y la rosca de surcado con respecto a su posición de rotación. Por otro lado, al desenroscar la herramienta de surcado, las primeras superficies de tope simplemente se separan entre sí, de modo que no se transmite ningún par desde la herramienta de surcado al elemento de transmisión de fuerza del anclaje/parte de anclaje, y el anclaje/parte de anclaje puede permanecer en el sustrato mientras se desenrosca la herramienta de surcado.
En un perfeccionamiento ventajoso, el elemento de accionamiento de la herramienta de surcado presenta una segunda superficie de tope, cuya normal a la superficie tiene un componente en la dirección del vector axial a y el accionamiento de fuerza del anclaje/parte de anclaje presenta una segunda superficie de tope que hace tope con la segunda superficie de tope del elemento de accionamiento cuando el elemento de accionamiento y el accionamiento de fuerza adoptan la posición acoplada. Las segundas superficies de tope ayudan a este respecto a definir las orientaciones relativas de la herramienta de surcado y el anclaje/parte de anclaje con respecto a su posición axial cuando las segundas superficies de tope se apoyan entre sí en dicha posición acoplada, asegurando así la sincronización de la rosca de anclaje y la rosca de surcado con respecto a su posición axial.
En un perfeccionamiento ventajoso, el elemento de accionamiento tiene un saliente axial y el elemento de transmisión de fuerza del anclaje presenta un alojamiento para alojar el saliente axial cuando el elemento de accionamiento y el accionamiento de fuerza adoptan la posición acoplada. La combinación del saliente axial y el alojamiento permite que se establezca un engrane seguro entre el elemento de accionamiento de la herramienta de surcado y el elemento de transmisión de fuerza del anclaje/parte de anclaje.
El anclaje está formado preferentemente por un casquillo roscado o la parte del anclaje por una hélice, y el alojamiento para alojar el saliente axial está formado por el espacio interior del casquillo roscado o la hélice.
En algunas formas de realización, el anclaje está formado por un tornillo en el que la mencionada sección de rosca está unida a la mencionada sección de núcleo por ajuste de fuerza, adherencia de materiales o ajuste de forma. Dado
que la rosca del tornillo no tiene por qué estar configurada para el surcado en la base de anclaje, existe una gran libertad en cuanto al material y al procedimiento de fabricación que puede aprovecharse en cuanto a los costes de fabricación y/o los respectivos requisitos del tornillo en el uso previsto. En formas de realización preferentes, el tornillo está fabricado, por ejemplo, al menos en su mayor parte, de un acero resistente a la corrosión, cuya dureza no sería suficiente para surcar independientemente una rosca en un sustrato mineral, de metal no ferroso, en particular, aluminio, o de plástico, que, en determinadas formas de realización, puede estar reforzado con fibra.
En una forma de realización alternativa, el anclaje está formado por un casquillo roscado que presenta una rosca exterior que forma la mencionada sección de rosca. A este respecto, el casquillo roscado puede presentar adicionalmente una rosca interior, en particular una rosca interior métrica. En formas de realización particularmente preferentes, el casquillo roscado se enrolla a partir de una banda perfilada que presenta un lado radialmente interior y un lado radialmente exterior, estando configurada en el lado radialmente exterior una cresta de rosca que es adecuada para ser enroscada en la rosca interior en la perforación formada con la ayuda de la herramienta de surcado. Tales casquillos roscados enrollados se pueden fabricar de forma muy económica, aunque técnicamente no es fácil diseñar tales casquillos roscados enrollados de tal manera que puedan surcar su propia rosca en un sustrato mineral. Una dificultad es a este respecto la suficiente dureza, al menos en la parte de surcado de la rosca, otra dificultad es la limitada resistencia a la torsión de un casquillo enrollado, que hace difícil transmitir los pares necesarios para enroscar y simultáneamente surcar la rosca desde el extremo posterior, donde normalmente se ubicaría el elemento de transmisión de fuerza, al extremo delantero donde se realiza el trabajo del surcado. En vista de estas dificultades, se han propuesto modificaciones especiales de un casquillo roscado enrollado, que se describen, por ejemplo, en los documentos DE 10 2013 09987 A1 y EP 3219 442 A1. Sin embargo, los requisitos establecidos para el casquillo roscado no se cumplen, o al menos en mucha menor medida, cuando se utilizan en un sistema de acuerdo con la invención en combinación con la herramienta de surcado. En el marco del sistema de acuerdo con la invención, los grados de libertad mencionados también se dan para el casquillo roscado en relación con los materiales que se han de utilizar, entre los cuales son preferentes también aceros resistentes a la corrosión, metales no ferrosos, en particular, aluminio, o plásticos, en particular, plásticos reforzados con fibra. Cabe señalar que el casquillo roscado también debe entenderse como un "anclaje" en el sentido de la invención. La "sección de núcleo" está formada por la pared exterior del casquillo entre los pasos de rosca.
En una forma de realización particularmente preferente, el anclaje está configurado al menos de dos piezas y comprende, por un lado, una hélice que se puede enroscar en la rosca interior de la perforación practicada con ayuda de la herramienta de surcado. A este respecto, la hélice está formada preferentemente por una cinta perfilada enrollada que presenta un lado radialmente interior y un lado radialmente exterior, estando configurada en el lado radialmente exterior una cresta de rosca que es adecuada para ser enroscada en la rosca interior en la perforación formada con la ayuda de la herramienta de surcado. Además, el anclaje de dos piezas comprende un tornillo o varilla roscada con una rosca exterior apta para ser enroscada en la hélice. A este respecto, la varilla roscada puede estar formada, en particular, por una barra de anclaje de encofrado como, por ejemplo, la comercializada por la firma BETOmax, y que puede presentar, por ejemplo, una rosca B15 o B20. El tornillo o varilla roscada presenta preferentemente una rosca de sección transversal rectangular o trapezoidal, con punta de rosca aplanada que, en este caso, forma la mencionada sección de núcleo del anclaje de dos piezas, o al menos una parte de la sección de núcleo. Esta realización de dos piezas del anclaje tiene una serie de ventajas técnicas. Por un lado, pueden fabricarse de forma muy económica, lo que es especialmente relevante en el caso de grandes longitudes. Esto se cumple en particular para variantes en las que se utiliza una varilla roscada del tipo de la mencionada barra de anclaje de encofrado, que es muy económica y está disponible en almacén en prácticamente cualquier longitud en la construcción de hormigón. Al combinarlas con la hélice y la herramienta de surcado, estas varillas roscadas conocidas y económicas pueden anclarse firme y fácilmente en la base de anclaje, y pueden usarse en particular para la armadura posterior, para la unión de una parte de hormigón a una estructura de hormigón preexistente o para formar juntas solapadas.
Otra ventaja del anclaje de dos piezas es que ofrece la posibilidad de expansión posterior en caso de fisuras en la base de anclaje, en particular en hormigón. Para ello, es ventajoso que la rosca exterior del tornillo o de la varilla roscada presente al menos un flanco de rosca inclinado que sea adecuado para expandir radialmente la hélice bajo cargas de tracción (es decir, carga en una dirección fuera de la perforación) y/o bajo cargas de presión (es decir, cargas con dirección hacia el interior de la perforación), formando el al menos un flanco de rosca inclinado un ángulo de al menos 30°, preferentemente de al menos 45°, con la dirección radial. El rozamiento estático entre el tornillo o varilla roscada y la hélice debe ser lo suficientemente pequeño para que la hélice permanezca siempre en contacto con la base de anclaje aunque se formen grietas en ella, es decir, la siga extendiéndose cuando se forman grietas, lo que presupone que el rozamiento estático entre la base de anclaje y la hélice supera el rozamiento estático efectivo entre la hélice y el tornillo/varilla roscada.
En una forma de realización ventajosa, existe, por lo tanto, un coeficiente de rozamiento estático ph entre el al menos un flanco de rosca y la sección de la hélice que puede deslizarse a lo largo del flanco de rosca bajo la mencionada carga de tracción o compresión, en un intervalo de 0,05< ph < 0,50, cumpliéndose más preferentemente lo siguiente: 0,075 < ph, preferentemente 0,125 < pHy/o ph < 0,25, preferentemente ph < 0,20.
En formas de realización alternativas, también se puede prever una hélice intermedia adicional que se disponga entre el tornillo y la hélice anteriormente mencionada (es decir, entre el tornillo y la hélice que se va a enroscar en la rosca
interior de la perforación surcada con la herramienta de surcado). El flanco de la hélice intermedia cumple así la función del flanco de rosca mencionado anteriormente cuando la hélice se expande. La hélice intermedia elimina a este respecto la necesidad de una rosca en el tornillo de la varilla roscada configurada especialmente para la expansión. En particular, se puede combinar con tornillos o varillas roscadas asequibles, como barras de anclaje de encofrado, gracias a lo cual se pueden reducir los costes del sistema en su conjunto.
Preferentemente, un flanco de rosca inclinado, un flanco inclinado de la hélice intermedia y/o una sección de la hélice, que se desliza a lo largo del flanco de rosca inclinado durante la expansión bajo carga, presenta un revestimiento que reduce la resistencia al deslizamiento. Dichos revestimientos se pueden aplicar mediante procedimientos químicos o electroquímicos como, lacados o inyecciones térmicas.
En una forma de realización ventajosa, para la relación de la longitud h f de la sección de rosca del anclaje y el diámetro nominal db de la perforación, se cumple lo siguiente:
heff/db > 10,0, preferentemente > 12,0, de manera particularmente preferente > 15,0 y en particular > 30,0. La "longitud de la sección de rosca" se refiere a este respecto a la longitud axial de la parte del anclaje en la que están previstos los pasos de rosca.
Téngase en cuenta que para simplificar la ilustración, la magnitud "h f" se utiliza en la presente divulgación para indicar la longitud de la sección de rosca del anclaje y -correspondientemente al uso habitual- para indicar la profundidad de anclaje del anclaje cuando está en uso. El experto en la materia entiende que la máxima profundidad de anclaje efectiva puede corresponder a la longitud de la sección de rosca del anclaje, pero también puede ser menor en función del sustrato o el uso. Sin embargo, siempre queda claro por el contexto si se trata de la longitud de la sección de rosca del propio anclaje o de su profundidad de anclaje durante el uso.
Cabe señalar que, de acuerdo con el documento EAD 330232-00-0601, para anclajes de tornillo en hormigón, la profundidad de anclaje efectiva no debe exceder ocho veces el diámetro nominal db de la perforación. En consecuencia, los anclajes de tornillo conocidos para uso en hormigón también tienen secciones de rosca cuya longitud no supera el óctuple del diámetro nominal db de la perforación, o solo lo supera ligeramente. Sin perjuicio de ello, determinadas formas de realización de la invención prevén sistemas en los que la longitud de la sección de rosca es esencialmente mayor con respecto al diámetro nominal de la perforación. Téngase en cuenta que esto se cumple tanto para los anclajes de una sola pieza como para los de dos piezas. Tales anclajes extraordinariamente largos pueden utilizarse en particular con el fin de reforzar posteriormente la base de fijación mineral, especialmente hormigón, para unir una parte del hormigón a una estructura de hormigón preexistente o para formar juntas de solape.
Según el estado de la técnica, se fijan correspondientes varillas de anclaje en un complejo procedimiento adhesivo o de unión al sustrato mineral, especialmente en el caso de refuerzos posteriores o de formación de juntas de solape como las que se requieren, por ejemplo, para la armadura de uniones. Las etapas de trabajo necesarias para ello son las siguientes:
- fabricación de la perforación
- laboriosa limpieza de la perforación con repetidos lavados y soplados,
- relleno dosificado con mortero o masa conjuntiva,
- inserción de la varilla de anclaje, y
- curado de la masa conjuntiva durante varias horas.
El factor crítico a este respecto es la fabricación de una unión segura entre la barra de anclaje y la base de anclaje. La calidad de la unión depende de la limpieza de las superficies, la temperatura y una masa de unión lo más libre posible de burbujas. Debido a la propensión a errores de este procedimiento, solo puede ser realizado por personas cualificadas y certificadas cuya prueba de idoneidad debe verificarse y comprobarse periódicamente. Por lo tanto, este procedimiento resulta actualmente muy complejo y costoso.
Con un sistema de acuerdo con la invención, por el contrario, se puede configurar un refuerzo posterior o una junta de solape de manera sencilla, rápida, fiable y con un riesgo de error esencialmente menor que en el estado de la técnica, sin que se requiera para ello personal cualificado especial. A este respecto, es particularmente relevante que el uso de la herramienta de surcado permita utilizar prácticamente cualquier longitud de anclaje, ya que se pueden surcar roscas prácticamente de cualquier longitud y la fuerza de enroscado se puede mantener suficientemente baja incluso con grandes longitudes gracias la formación previa de la rosca interior y - en formas de realización preferentes - y el procesamiento de la perforación mediante los bordes cortantes de la herramienta de surcado. En el caso de longitudes muy largas, las formas de realización descritas con un anclaje de dos piezas ofrecen ventajas, ya que las fuerzas de enroscado en cada etapa individual (es decir, inserción de la hélice, enroscado del tornillo/varilla roscada) son limitadas, porque que se dispone económicamente de varillas roscadas adecuadas en todas las longitudes requeridas, y porque la hélice también puede fabricarse de manera relativamente sencilla y económica en las longitudes requeridas, prácticamente "al metro". Por el contrario, la fabricación de anclajes de tornillo convencionales, que generalmente se laminan y cuyas cabezas se forman mediante conformación, no se puede transferir sin más a grandes longitudes.
En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para la fijación de un anclaje con sección de núcleo y sección de rosca en una perforación en un sustrato mineral, con las siguientes etapas:
ejecución de una perforación,
surcado de una rosca interior en la perforación introduciendo una herramienta de surcado en la perforación, e introducción del anclaje en la perforación,
comprendiendo la herramienta de surcado:
un cuerpo base al menos aproximadamente cilíndrico o cónico con un extremo delantero y otro trasero, estando prevista un elemento de transmisión de fuerza a través de la cual se transmite al cuerpo base un par para girar la herramienta de surcado en la perforación y para surcar la rosca, teniendo el cuerpo base una superficie exterior en la que está configurada una rosca de surcado que es adecuada para surcar la rosca interior en la pared de la perforación. A este respecto, en la superficie exterior del cuerpo base está configurada una pluralidad de protuberancias que presentan en cada caso un borde cortante, estando todos los bordes cortantes al menos parcialmente en un cilindro imaginario con un diámetro d0. Además, se elimina al menos parcialmente material de la pared interior de la perforación con la ayuda de los bordes cortantes al girar la herramienta de surcado en la perforación, adaptando así la pared interior de la perforación al cilindro imaginario.
El anclaje tiene preferentemente un diámetro de núcleo dK, cumpliéndose lo siguiente:
0,0 mm < dO - dK < 0,7 mm, preferentemente 0,1 mm < dO - dK < 0,5 mm.
El anclaje tiene preferentemente un diámetro de núcleo dK, la rosca del anclaje tiene un diámetro exterior dG, y la rosca de surcado de la herramienta de surcado tiene un diámetro máximo dF, cumpliéndose lo siguiente:
0,0 < (dF - dG)/ dK < 0,15, preferentemente 0,025 < (dF - dG)/ dK < 0,10.
En una forma de realización ventajosa, la herramienta de surcado tiene un elemento de rascado anular, preferentemente en el lado de la rosca de surcado más cercano al extremo posterior, rascándose el molido de perforación de la pared de la perforación con la ayuda del elemento de rascado anular cuando la herramienta de surcado gira hacia el interior y/o hacia el exterior.
Preferentemente, la herramienta de surcado presenta en su extremo delantero un elemento de accionamiento que es adecuado para cooperar con un elemento de transmisión de fuerza del anclaje o parte del mismo y con cuya ayuda el anclaje o parte del mismo se enrosca en la perforación procesada con la herramienta de surcado.
En una realización ventajosa del procedimiento, el elemento de accionamiento es un accionamiento poligonal o hexagonal.
En una forma de realización ventajosa del procedimiento, la inserción del anclaje en la perforación comprende las siguientes etapas:
- colocar el elemento de accionamiento de la herramienta de surcado y el elemento de transmisión de fuerza del anclaje o parte del mismo a una posición acoplada en la que la orientación relativa de la herramienta de surcado y el anclaje o dicha parte del mismo es tal que la rosca de surcado forma una continuación imaginaria de la rosca del anclaje,
- girar la herramienta de surcado en el sentido del enroscado, transmitiéndose un par desde su elemento de accionamiento al elemento de transmisión de fuerza al anclaje o parte del mismo para enroscar el anclaje o la parte del mismo en la perforación hasta que el anclaje o parte del anclaje se encuentre completamente en la perforación y la herramienta de surcado, al menos parcialmente,
- girar la herramienta de surcado en contra del sentido de enroscado para sacarla de la perforación, sin que transmita ningún par desde su elemento de accionamiento al elemento de transmisión de fuerza del anclaje o parte del mismo.
En una forma de realización ventajosa, el elemento de accionamiento de la herramienta de surcado presenta una primera superficie de tope cuya normal a la superficie n forma con un vector tangente t un ángulo de 45° como máximo, preferentemente de 30° como máximo y, de manera especialmente preferente, de 15° como máximo, definiéndose el vector tangencial t como el producto vectorial de un vector axial a, dirigido hacia el extremo delantero de la herramienta de surcado, y un vector radial r, cuya punta se encuentra en la primera superficie de tope (80), de modo que se cumple lo siguiente: t = a x r, y presentando el elemento de transmisión de fuerza del anclaje o de la parte mencionada del mismo una primera superficie de tope que hace tope con la primera superficie de tope del elemento de accionamiento cuando el elemento de accionamiento y el elemento de transmisión de fuerza adoptan la posición acoplada.
En una forma de realización ventajosa del procedimiento, el elemento de accionamiento de la herramienta de surcado presenta una segunda superficie de tope, cuya normal a la superficie tiene un componente en la dirección del vector axial a y el elemento de transmisión de fuerza del anclaje o la mencionada parte del mismo tiene una segunda superficie de tope que hace tope con la segunda superficie de tope del elemento de accionamiento cuando el elemento de accionamiento y el elemento de transmisión de fuerza adoptan la posición acoplada.
En una forma de realización ventajosa del procedimiento, el elemento de accionamiento tiene un saliente axial y el elemento de transmisión de fuerza del anclaje presenta un alojamiento en el que se aloja al menos parcialmente el saliente axial cuando el elemento de accionamiento y el elemento de transmisión de fuerza se llevan a la posición acoplada.
En una forma de realización ventajosa del procedimiento, el anclaje está formado por un casquillo roscado o la parte del anclaje por una hélice, y el alojamiento para alojar el saliente axial está formado por el espacio interior del casquillo roscado o la hélice.
El anclaje está formado preferentemente por un tornillo o varilla roscada en la que la sección de rosca mencionada está unida por ajuste de fuerza, por adherencia de materiales o por ajuste de forma con la sección de núcleo mencionada, estando fabricado el tornillo o varilla roscada preferentemente al menos en su mayor parte de acero resistente a la corrosión, metal no ferroso, en particular aluminio, o plástico, en particular plástico reforzado con fibras.
En una forma de realización ventajosa del procedimiento, el anclaje está formado por un casquillo roscado que presenta una rosca exterior que forma la mencionada sección de rosca, presentando el casquillo roscado preferentemente una rosca interior, en particular una rosca interior métrica, y/o estando enrollado el casquillo roscado preferentemente a partir de una tira perfilada que tiene un lado radialmente interior y un lado radialmente exterior, estando configurada en el lado radialmente exterior una cresta de rosca que es adecuada para ser enroscada en la rosca interior de la perforación surcada con la herramienta de surcado, y/o estando fabricado el casquillo roscado al menos predominantemente de acero resistente a la corrosión, metal no ferroso, en particular aluminio, o plástico, en particular plástico reforzado con fibras.
En una forma de realización ventajosa del procedimiento, el anclaje está configurado de al menos dos piezas, comprendiendo el anclaje de al menos dos piezas lo siguiente:
una hélice que se puede enroscar en la rosca interior de la perforación surcada con la ayuda de la herramienta de surcado, estando formada la hélice preferentemente por una tira perfilada enrollada que tiene un lado radialmente interior y un lado radialmente exterior, estando configurada en el lado radialmente exterior una cresta de rosca que es adecuada para ser enroscada en la rosca interior de la perforación surcada con la herramienta de surcado, y un tornillo o varilla roscada con una rosca exterior que se puede enroscar en la hélice, estando formada la varilla roscada en particular por una barra de anclaje de encofrado. Adicional o alternativamente, el tornillo o varilla roscada presenta preferentemente una rosca de sección transversal rectangular o trapezoidal, con una punta de rosca aplanada que forma la mencionada sección de núcleo del anclaje de dos piezas. A este respecto, la introducción del anclaje en la perforación comprende lo siguiente:
enroscado de la hélice en la rosca interior de la perforación que se ha surcada con la ayuda de la herramienta de surcado, y
enroscado del tornillo o la varilla roscada en la hélice.
En una forma de realización ventajosa del procedimiento, la rosca exterior del tornillo o varilla roscada, o una hélice intermedia prevista adicionalmente dispuesta entre el tornillo o varilla roscada y la hélice, tiene al menos un flanco inclinado que es adecuado para expandir radialmente la hélice en caso de cargas de tracción en una dirección hacia fuera de la perforación y/o en una dirección hacia el interior de la perforación, en caso de cargas de presión, formando el al menos un flanco inclinado un ángulo de al menos 30°, preferentemente de al menos 45°, con la dirección radial.
Adicional o alternativamente, un coeficiente de fricción estática |Jh entre el al menos un flanco inclinado del tornillo o varilla roscada o hélice intermedia y la sección de la hélice que se puede deslizar por el flanco inclinado bajo dicha carga de tracción o presión, se sitúa en un intervalo de 0,05 < Jh < 0,50, cumpliéndose preferentemente lo siguiente: 0,075 < jh, preferentemente 0,125 < jHy/o Jh < 0,25, preferentemente jh < 0,20.
Adicional o alternativamente, el al menos un flanco de rosca inclinado, un flanco inclinado de la hélice intermedia y/o una sección de la hélice, que se desliza a lo largo del flanco inclinado durante la expansión bajo carga, presenta un revestimiento que reduce la resistencia al deslizamiento.
En una forma de realización particularmente ventajosa del procedimiento, el anclaje se inserta con una profundidad de anclaje efectiva h f en la perforación, cumpliéndose para la relación de la profundidad de anclaje efectiva h f y el diámetro nominal db de la perforación lo siguiente:
heff/db > 10,0, preferentemente > 12,0, de manera particularmente preferente > 15,0 y en particular > 30,0.
En todas las formas de realización anteriormente descritas del procedimiento se puede aplicar un sistema según una de las formas de realización descritas anteriormente.
Otro aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para reforzar una base de fijación mineral, en particular hormigón, o para configurar una junta de solape en la base de fijación mineral, particularmente hormigón, con ayuda de un anclaje, en el que se aplica un procedimiento para fijar un anclaje en la base de fijación según se utiliza una de
las formas de realización descritas anteriormente. A este respecto, la junta de solape puede configurarse en particular para el fin unir armaduras, como se explica con más detalle a continuación.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a una herramienta de surcado para surcar una rosca interior en una perforación configurada base de anclaje mineral, comprendiendo la herramienta de surcado lo siguiente:
un cuerpo base al menos aproximadamente cilíndrico o cónico con un extremo delantero y otro trasero, estando prevista un elemento de transmisión de fuerza a través de la cual se puede transmitir al cuerpo base un par para girar la herramienta de surcado en la perforación y para surcar la rosca, con una superficie exterior en la que está configurada una rosca de surcado que es adecuada para surcar una rosca interior en la pared de la perforación. En la superficie exterior del cuerpo base se forma una pluralidad de protuberancias que presentan en cada caso un borde cortante, descansando todos los bordes cortantes al menos por secciones sobre un cilindro imaginario y siendo aptos para eliminar al menos parcialmente la pared interior de la perforación al girar la herramienta de surcado en la perforación para ajustar la perforación al cilindro imaginario. A este respecto, el elemento de transmisión de fuerza tiene un diámetro que no excede el diámetro del cilindro imaginario.
Preferentemente, la herramienta de surcado presenta en su extremo delantero un elemento de accionamiento adecuado para cooperar con un elemento de accionamiento de un anclaje que se ha de enroscar en una perforación tratada con la herramienta de surcado, siendo el elemento de accionamiento en particular un accionamiento poligonal o hexagonal.
Preferentemente, la herramienta de surcado es adecuada para su uso como parte de un sistema según alguna de las formas de realización descritas anteriormente.
Breve descripción de las figuras
Las Figuras 1a - 1e muestran diferentes vistas de una primera forma de realización de una herramienta de surcado, Las Figuras 2a - 2d muestran diferentes vistas de una segunda forma de realización de una herramienta de surcado, la Figura 3 muestra los componentes de un anclaje de dos piezas,
la Figura 4 muestra una vista lateral y una vista en sección de un anclaje de dos piezas en el estado ensamblado,
la Figura 5 muestra una vista lateral y una vista en sección de otro anclaje de dos piezas en el estado ensamblado,
la Figura 6 muestra una vista lateral y una vista en sección de otro anclaje de dos piezas compuesto por un tornillo y una hélice en estado ensamblado, comprendiendo el tornillo un flanco muy inclinado que es adecuado para expandir la hélice bajo carga de tracción,
la Figura 7 muestra una vista lateral, una vista en sección y un fragmento aumentado de la vista en sección de otro anclaje de dos piezas que, además de un tornillo y una hélice, comprende una hélice intermedia con un flanco inclinado adecuado para expandir la hélice bajo carga de tracción, la Figura 8 muestra una vista lateral y una vista en sección de un casquillo roscado monolítico con elementos de enclavamiento para la configuración de una unión de enclavamiento, la Figura 9 muestra una vista lateral y una vista en sección de un casquillo roscado enrollado con elementos de enclavamiento para la configuración de una unión de enclavamiento, y la Figura 10 es una secuencia de vistas en sección del casquillo roscado de la figura 8 en el que se enclava una pieza de unión,
la Figura 11 muestra una vista en sección esquemática de una armadura de unión que está realizada mediante un anclaje de dos piezas,
la Figura 12 muestra una vista esquemática en sección de una armadura de unión realizada con ayuda de una varilla roscada con rosca de tornillo para hormigón,
la Figura 13 muestra una vista lateral de una herramienta de surcado con elemento de accionamiento, que permite hundir completamente un anclaje o parte de un anclaje en la base de fijación, la Figura 14 muestra una vista en perspectiva de la herramienta de surcado de la figura 13,
la Figura 15 muestra una vista lateral de la herramienta de surcado de las figuras 13 y 14 acoplada con una hélice de un anclaje de dos piezas,
la Figura 16 muestra una vista lateral similar a la figura 15, pero en una situación en la que la herramienta de surcado ha salido de la posición acoplada.
Descripción de las formas de realización preferentes
En las figuras 1a-1d (colectivamente también designadas como "Fig. 1") se muestran diferentes vistas de una herramienta de surcado 10 según una primera forma de realización. La figura 1b muestra a este respecto una vista lateral parcialmente seccionada; la figura 1c, una vista del extremo anterior durante el enroscado, situado a la izquierda en la representación de 1b; la figura 1a, una vista superior del extremo posterior durante el enroscado, situado a la derecha en la vista de la figura 1b; y la figura 1d es una vista en sección transversal en la dirección de las flechas B en la figura 1b. La figura 1e muestra un fragmento aumentado de la figura 1d.
La herramienta de surcado 10 tiene un cuerpo base aproximadamente cilíndrico (véase la figura 1b) con un extremo
delantero 12a y un extremo trasero 12b. En el extremo trasero 12b está instalado un elemento de transmisión de fuerza 14 que es un alojamiento 16 (véase la figura 1a) para alojar una herramienta hexagonal. Con esta herramienta hexagonal se puede transmitir al cuerpo base 12 un par para enroscar la herramienta de surcado 10 en una perforación (no representada) para surcar una rosca interior en la perforación. A continuación, la herramienta hexagonal podría sujetarse por su otro extremo en el mandril de una taladradora para enroscar con ayuda de la taladradora. En lugar del elemento de transmisión de fuerza 16 para alojar una herramienta hexagonal, también se podría fijar permanentemente un vástago al extremo posterior 14, que podría insertarse directamente en el portabrocas de una taladradora y que también se consideraría como un "elemento de transmisión de fuerza" en el sentido de la invención. El elemento de transmisión de fuerza no necesariamente tiene que estar en el extremo posterior 12b, pero al menos debe ser accesible desde el lado posterior (es decir, desde el exterior de la perforación). Sin embargo, la ventaja de la forma de realización mostrada en cada caso es que la herramienta de surcado 10 se puede usar para perforaciones de cualquier profundidad, y solo se necesita seleccionar la herramienta hexagonal apropiada en cada caso.
En la superficie exterior del cuerpo base 10 está configurada una rosca de surcado 18, que en la realización mostrada tiene menos de tres espiras completas. Debido al número comparativamente pequeño de espiras de la rosca de surcado 18, las fuerzas de enroscado pueden ser limitadas. Como puede verse específicamente en la figura 1b, el diámetro exterior de la rosca de surcado 18 disminuye en la dirección hacia el extremo delantero 12a. En la rosca de surcado 18 están formadas entalladuras 20 y entre entalladuras adyacentes 20 hay formados dientes cortantes 22. Las entalladuras 20 corresponden a este respecto a la respectiva altura de la rosca de surcado 18, de modo que la rosca de surcado 18 está interrumpida por secciones. Sin embargo, en formas de realización alternativas, no es necesario que las entalladuras 20 lleguen hasta la superficie del cuerpo base 12.
En la forma de realización de la figura 1, hay cinco protuberancias 24 en la superficie exterior del cuerpo base 12 que tienen en cada caso un borde cortante 26. Las protuberancias 24 tienen una "forma de nervadura”, que se aprecia especialmente bien en la figura 1e. Como puede verse en la figura 1e, el borde cortante 26 está formado por un borde en el que colindan una con otra una "superficie esencialmente radial" 28 y una "superficie esencialmente tangencial" 30. A este respecto, la normal a la superficie 32 de la superficie esencialmente radial 28 apunta en la dirección de enroscado, más precisamente en la dirección de rotación al enroscar. La "superficie esencialmente radial" 28 es una superficie dirigida al menos aproximadamente en perpendicular a la pared de la perforación, y más específicamente una superficie inclinada en menos de 30°, preferentemente en menos de 15° con respecto a la dirección radial. La "superficie esencialmente tangencial" 30, por otro lado, es una superficie que es al menos más bien paralela, en lugar de perpendicular a la pared de la perforación. Más concretamente, es una superficie inclinada al menos en 45° con respecto a la dirección radial.
Los bordes cortantes 26 de las protuberancias 24 se encuentran todos, al menos por secciones, formando un cilindro imaginario con un diámetro dü. La mitad del diámetro dü/2 de este cilindro imaginario se muestra en la forma de realización de la figura 2b. Los bordes cortantes 26 son adecuados para extraer al menos parcialmente material de la pared interior de la perforación al enroscarse la herramienta de surcado 10 en la perforación, para adaptar la pared interior de la perforación al cilindro imaginario. Para explicarlo gráficamente, con la ayuda de las protuberancias 24, la perforación, que tiene una forma helicoidal debido a su formación con una taladradora de percusión, se adapta a la forma de un cilindro con un diámetro predeterminado d0 mediante un proceso de extracción de molienda a través de los bordes cortantes 26 de las protuberancias 24. Esto hace posible utilizar un anclaje con un diámetro de núcleo relativamente grande que quede cerca de la pared de la perforación prácticamente en todas partes (y no solo en algunos lugares, como en el caso de una perforación no tratada) sin que aumenten excesivamente las fuerzas de fricción entre la pared de la perforación y el anclaje durante el enroscado. En general, el volumen entre la pared de la perforación y el núcleo del anclaje puede reducirse significativamente en toda la longitud del anclaje, como resultado de lo cual el efecto de soporte del soporte de hormigón y, por lo tanto, la capacidad de carga pueden aumentar significativamente.
Téngase en cuenta que las protuberancias 24 están dispuestas entre dos espiras de la rosca de surcado 18. Aunque, en principio, también sería posible prever las protuberancias 24 en el extremo delantero 12a del cuerpo base 12, la forma de realización seleccionada permite un mejor guíado de los bordes cortantes a lo largo de la superficie envolvente del cilindro imaginario y, en última instancia, una mejor calidad de la perforación tratada.
En la zona del extremo trasero 12b está previsto un elemento de rascado anular 32 con el que se puede rascar el molido de perforación expulsándolo de la pared de la perforación. En el estado de la técnica, el molido de perforación a veces se considera útil para rellenar los huecos entre el núcleo y la matriz de hormigón y así generar un efecto de soporte. En la forma de realización mostrada, sin embargo, se ha tomado otra vía. En este caso, el molido de perforación se mantiene alejado en gran medida de la unión y, en cambio, el efecto de soporte se produce mediante una distancia reducida entre el núcleo del anclaje y la matriz de hormigón aún intacta.
Finalmente, en el extremo delantero 12a del cuerpo base 12 se prevé un elemento de accionamiento 34 (véase en particular la figura 1c) destinado a cooperar con el accionamiento de correspondiente anclaje (no mostrado). Esto facilita el proceso de colocación del anclaje porque la herramienta no tiene que cambiarse entre el surcado de la rosca y la inserción del anclaje.
La herramienta de surcado que se muestra en la figura 1 se puede fabricar económicamente mediante conformación. Después de la conformación, la herramienta de surcado se templa para obtener una dureza Rockwell de al menos 55 HRC, preferentemente de al menos 60 HRC, en general, pero al menos en su rosca de surcado 18 y en las protuberancias 24.
La figura 2 muestra una forma de realización alternativa de una herramienta de surcado 10 cuya construcción se corresponde esencialmente con la de la figura 1, y cuyos componentes están indicados por ello con las mismas referencias. Por lo tanto, se prescinde de una descripción detallada. La herramienta de surcado 10 mostrada en la figura 2 se fabrica mediante un procedimiento de mecanizado con arranque de viruta, lo que permite mayores grados de libertad en la configuración de los detalles, pero al mismo tiempo aumenta los costes. Mientras que, en la forma de realización de la figura 1, el cuerpo 12 era cilíndrico para permitir la fabricación en un procedimiento de laminación, en la herramienta de surcado de la figura 2 el cuerpo base es ligeramente cónico. Téngase en cuenta que en la figura 2a se muestra el diámetro exterior dF de la rosca de surcado 18 de la herramienta de roscar 10.
La figura 3 muestra un anclaje 40 de dos piezas que consta de una varilla roscada 42 y una hélice 44. En este caso, la varilla roscada 42 está formada por una barra de anclaje de encofrado con una denominada rosca B15, tal como está disponible comercialmente de la compañía BETOmax. Tales varillas roscadas están disponibles a bajo coste prácticamente en cualquier longitud. La figura 3 también muestra un fragmento aumentado de la rosca de la varilla roscada 42. Como puede verse, la varilla roscada 42 tiene una rosca 46 con dos flancos de rosca 48 que están inclinados en cada caso en 45° con respecto a la dirección radial. Además, la rosca tiene una sección transversal trapezoidal y tiene una punta de rosca aplanada 50.
La hélice 44 está formada por una tira perfilada enrollada que tiene un lado radialmente interior y un lado radialmente exterior, estando formada una cresta de rosca 52 en el lado radialmente exterior. La tira perfilada se puede fabricar en un proceso de laminación rentable, sin que se impongan requisitos especiales a la dureza de la cresta de rosca 52 debido a la rosca interior previamente surcada en la perforación (no mostrada). Por lo tanto, la hélice 44 puede fabricarse económicamente y en prácticamente cualquier longitud. Téngase en cuenta que los bordes laterales de la tira perfilada están biselados para que tengan la misma inclinación que los flancos 48 de la rosca 46 de la varilla roscada 42.
Para colocar el anclaje 40 de dos piezas, primero se perfora un orificio en un sustrato mineral y se surca una rosca interior en la perforación con la ayuda de la herramienta de surcado 10, como se muestra en las figuras 1 y 2. Al mismo tiempo, la pared de la perforación es procesada por las protuberancias 24, de modo que la perforación al menos se aproxima a una forma cilíndrica ideal. A continuación, la hélice 44 se enrosca en la perforación, engranándose la cresta de rosca 52 acoplada a la rosca interior surcada en la perforación. Para este fin, se adapta el paso de la hélice 44 al paso de la rosca de surcado 18 de la herramienta de surcado 10. Finalmente, la varilla roscada 42 se enrosca en la hélice 44 situada en la perforación. Esto se muestra en la figura 4.
Como puede verse en la figura 4, el ancho, el grosor y la forma de la tira perfilada que forma la hélice 44 (especialmente con respecto a los bordes biselados) están configurados de tal manera que llena los espacios entre los pasos de la rosca 46. En este caso, el lado radialmente exterior de la tira perfilada y la punta de rosca aplanada 50 forman conjuntamente el núcleo o "sección de núcleo" del anclaje de dos piezas, y a cuyo diámetro (véase figura 4) está adaptado el diámetro d0 del cilindro imaginario sobre el que descansan los bordes cortantes 26 de la herramienta de surcado utilizada para el surcado. La rosca o "sección de rosca" del anclaje 40 de dos piezas está formada por la cresta de rosca 52 y tiene un diámetro exterior dG, que también se muestra en la figura 4.
Téngase en cuenta que la separación espacial de la hélice 44 y la varilla roscada 42 permite que el anclaje 40 de dos piezas se "expanda" posteriormente en la perforación bajo carga. Si una fuerza axial actúa sobre la hélice 44 bajo carga, esta tiene la tendencia a deslizarse hacia arriba por el respectivo flanco de rosca 48 de la rosca 46 de la varilla roscada 42, es decir, a moverse a este respecto radialmente hacia fuera. De esta manera, el anclaje de dos piezas, al expandirse, puede seguir en cierta medida un agrandamiento de la perforación debido a la fisuración. Es ventajoso para esto que la fricción estática entre la hélice 44 y la varilla roscada 42 sea relativamente baja, de modo que la cresta de rosca 52 de la hélice 44 permanezca en estrecho contacto con el sustrato mineral en todo momento, y el movimiento relativo solo tenga lugar entre la hélice 44 y la varilla roscada 42. Para ello, en formas de realización preferentes, la hélice 44 está recubierta en su lado radialmente interior y en los bordes biselados con una capa deslizante que reduce el coeficiente de fricción estática ph. El coeficiente de fricción estática se sitúa preferentemente en un intervalo de 0,05 < ph < 0,50, cumpliéndose preferentemente lo siguiente: 0,075 < ph, preferentemente 0,125 < ph y/o ph < 0,25, preferentemente ph < 0,20.
La figura 5 muestra un anclaje 40 de dos piezas muy parecido, con la diferencia de que la tira perfilada es más estrecha que en la figura 4. La consecuencia de esto es que aumenta el movimiento relativo permitido entre varilla roscada 42 y hélice 44 y, por lo tanto, la adaptación a fisuras en el hormigón.
La figura 6 muestra una vista lateral y una vista en sección de otro anclaje 40 de dos piezas que consta de un tornillo 43 y una hélice 44 en estado ensamblado, teniendo el tornillo 43 una rosca 46 que tiene un flanco 48 muy inclinado en su lado posterior en la dirección de enroscado cuya inclinación con respecto al sentido radial supera claramente
los 45°. Dichos flancos fuertemente inclinados, con ángulos de inclinación en relación con la dirección radial de 55° o más, preferentemente de 60° o más y de forma especialmente preferente de 65° o más, son particularmente adecuados para la expansión. Obsérvese que la hélice 44 está adaptada a este flanco de rosca 48 muy inclinado. Concretamente, la hélice 44 tiene una superficie de apoyo inclinada 45 que tiene al menos aproximadamente el mismo ángulo con respecto a la dirección radial que el flanco muy inclinado 48 de la rosca 46 del tornillo 43.
La figura 7 muestra una vista lateral, una vista en sección y un fragmento aumentado de la vista en sección de otro anclaje de dos piezas que, además de un tornillo 43 y una hélice 44, comprende una hélice intermedia 54 con un flanco inclinado 56 adecuado para expandir la hélice 44 bajo carga de tracción. Téngase en cuenta que, en la presente divulgación, un "anclaje de dos piezas" es siempre un anclaje que consta de al menos dos piezas, pero también puede incluir otras piezas, como la hélice intermedia 54 en el caso mostrado. La función de la hélice intermedia 54 es proporcionar el flanco inclinado 56 de modo que el tornillo 43 o, alternativamente, una varilla roscada 42 no necesite presentar por su parte un flanco 48 tan inclinado. De esta forma, se pueden utilizar tornillos 43 o varillas roscadas 42 con roscas estándar como, por ejemplo, la rosca B15 anteriormente mencionada. Cuando el anclaje de dos piezas de la figura 7 se somete a carga de tracción, la superficie de apoyo 45 de la hélice 44 en la superficie inclinada o flanco 56 de la hélice intermedia 54 se desliza hacia el extremo delantero del tornillo 43, abriendo así la hélice 44 como un todo.
La figura 8 muestra una vista lateral y una vista en sección de un casquillo roscado monolítico 58 sobre el que se forma una rosca exterior 60. Tal casquillo roscado también forma un "anclaje" en el sentido de la presente divulgación, en el que la "sección de rosca" está formada por la rosca exterior 60 que, como se muestra en la figura 8, tiene un diámetro exterior dG. El área entre dos espiras adyacentes de la rosca 60 forma una "sección de núcleo" en el sentido de la presente divulgación con un diámetro dK (véase la figura 8). Como puede verse en la vista en sección, se prevé un elemento de enclavamiento anular 62 en el interior del casquillo roscado 58 para formar una unión de enclavamiento con una pieza de unión 64, que se muestra en la figura 10. La figura 9 muestra una forma de realización similar de un casquillo roscado 58, pero que no es monolítico, sino que está enrollado a partir de una tira perfilada. Un casquillo enrollado de este tipo se puede fabricar de forma más económica que uno monolítico. Dado que, en el marco de las formas de realización preferentes de la invención, el casquillo roscado se enrosca en una rosca interior pre-surcada en la perforación y, por lo tanto, no se utiliza para el surcado de la rosca, se limitan los pares de apriete necesarios para enroscar el casquillo roscado 58. A este respecto, la rigidez torsional reducida de un casquillo roscado enrollado 58 en comparación con un casquillo monolítico 58 no es un problema para muchas aplicaciones. En lugar del elemento de enclavamiento anular 62, dentro del casquillo roscado 58 también puede estar prevista una rosca interior en la que, por ejemplo, puede enroscarse un tornillo con rosca métrica.
La figura 10 muestra una secuencia de vistas en sección del casquillo roscado 58 de la figura 8 en el que se enclava una pieza de unión 64. Para este fin, la pieza de unión 64 comprende ganchos de enclavamiento 66 que están montados de forma elástica y que son adecuados para enclavarse en el elemento de enclavamiento anular 62. El elemento de enclavamiento anular 62 y los ganchos de enclavamiento 64 forman una especie de unión rápida a través de la cual la pieza de unión 64 puede fijarse fácilmente en el casquillo roscado 58. La pieza de unión 64 puede estar fabricada, por ejemplo, de plástico y puede servir, por ejemplo, para fijar materiales aislantes a una pared o techo. Para tales aplicaciones, el casquillo roscado 58 también podría estar fabricado de plástico. Sin embargo, por razones de protección contra incendios, tanto el casquillo roscado 58 como la pieza de unión 64 pueden estar fabricados de metal.
La figura 11 muestra una vista en sección de una denominada armadura de unión. En la construcción de hormigón, la armadura de unión es un refuerzo integral en el área de las juntas de construcción, en secciones de hormigonado o en las partes prefabricadas de hormigón para una posterior unión por ajuste de fuerza con el llamado hormigón in situ, es decir, hormigón fresco, que se aplica en componentes en su posición final en el lugar de construcción y se endurece allí. El número de referencia 70 designa una pieza de hormigón ya existente que arma con una barra de refuerzo convencional 74 de acero. Obsérvese que en la presente divulgación, como es común en la técnica, los términos "refuerzo" y "armadura" se usan indistintamente. El número de referencia 72 designa una parte adicional que posteriormente se hormigonó sobre la pieza de hormigón existente 70 utilizando hormigón in situ.
Como se ha explicado anteriormente, las varillas de refuerzo para un refuerzo de unión en el estado de la técnica se introducen en un complejo procedimiento adhesivo o de unión, que requiere una limpieza compleja de la perforación con lavados y soplados repetidos, relleno dosificado con mortero o masa conjuntiva, introducción de la varilla de refuerzo y el curado de la masa conjuntiva durante varias horas. A este respecto, la barra de refuerzo agregada posteriormente forma una junta de solape con la barra de refuerzo 74 preexistente, para lo cual se deben observar ciertas longitudes de solape de acuerdo con la norma DIN EN 1992-1-1. En la armadura de unión mostrada en la figura 11, se utiliza un anclaje 40 de dos piezas en lugar de otra barra de refuerzo convencional, como se describió en relación con las figuras 3 a 5, y por medio del cual se forma una barra roscada 42 y un hélice 44. Este anclaje de dos piezas es mucho más fácil y rápido de colocar que una barra de refuerzo convencional según el procedimiento adhesivo o conjuntivo convencional. Después de colocar el anclaje de dos piezas 40 en la junta de solape, la parte adicional 72 se puede fabricar con hormigón in situ.
La figura 12 muestra un armadura de unión similar a la de la figura 11, con la única diferencia de que en lugar del
anclaje de dos piezas 40 se utiliza una varilla roscada 76 con rosca de tornillo para hormigón. En la presente divulgación, se entiende por "rosca de tornillo para hormigón" una rosca que está diseñada para ser enroscada directamente en un sustrato de hormigón, es decir, sin usar tacos o similares. El experto en la materia puede distinguir fácilmente una rosca de tornillo para hormigón de una rosca para otros fines, en particular de una rosca de tornillo para madera o una rosca para cooperar con una tuerca (por ejemplo, una rosca métrica) y similares. En la presente divulgación, se entiende por "rosca de tornillo para hormigón" en particular una rosca que, aparte de su longitud, es similar en su geometría a una rosca que se utiliza en un tornillo para hormigón con aprobación técnica en Europa o EE.UU en la fecha de prioridad de la presente solicitud. Por "rosca de tornillo para hormigón" se entiende, además, en la presente divulgación una rosca con una geometría que, si se usa en un tornillo con una longitud permitida, recibiría una Evaluación/Aprobación Técnica Europea (ETE) de acuerdo con las regulaciones vigentes en el fecha de prioridad de la presente solicitud. En la figura 12 se muestra una vista aumentada de una parte de la varilla roscada 76 en la que se señala el diámetro exterior de la parte roscada dG y el diámetro del núcleo dK de la sección del núcleo.
En lugar de la varilla roscada 76, también podría usarse un tornillo para hormigón que presente un cabezal en su extremo posterior, es decir, el extremo derecho en la representación de la figura 12. Obsérvese que, según el conocimiento de los inventores, en el estado de la técnica no se conocen tornillos o varillas roscadas con roscas de tornillo para hormigón que sean suficientemente largas para fabricar una armadura de unión como se muestra esquemáticamente en la figura 12, porque hasta ahora no se han tomado en consideración para los fines descritos en el presente documento y tales longitudes no entran en consideración para aplicaciones convencionales en hormigón. Por el contrario, de acuerdo con el documento EAD 330232-00-0601, la profundidad de anclaje efectiva para anclajes enroscados en hormigón puede ser ocho veces el diámetro nominal db de la perforación, por lo que los anclajes de tornillo conocidos para uso en hormigón generalmente presentan roscas con una longitud que es ocho veces el diámetro nominal db de la perforación o, como mucho, solo lo supera ligeramente. La longitud de la varilla roscada 76 representada esquemáticamente en la figura 12, por el contrario, puede superar el diámetro nominal db más de diez veces, preferentemente más de doce veces, de manera particularmente preferente más de quince veces y, en particular, más de treinta veces. Dado que la rosca de tornillo para hormigón está formada por toda la longitud de la varilla roscada 76, la "longitud de la sección de rosca" mencionada al principio es idéntica a la longitud de la varilla roscada 76. A pesar de la profundidad de anclaje relativamente grande en la pieza de hormigón 70, la varilla roscada 76 con rosca de tornillo para hormigón se puede enroscar con un par de apriete relativamente bajo, ya que la rosca interior se puede haber surcado previamente en la perforación con una herramienta de surcado 10 según una de las formas de realización descritas en el presente documento.
En formas de realización preferentes, la varilla roscada 76 está fabricada en relación con el diámetro del núcleo dK con una tolerancia de fabricación inferior a 0,2 • (db)03 mm, la herramienta de surcado 10 en relación con el diámetro dü del cilindro imaginario sobre el que descansan los bordes cortantes 26, con una tolerancia de fabricación inferior a 0,1 • (db)a3 mm, y se cumple lo siguiente: 0,0 mm < do - dK < 0,7 mm, preferentemente 0,1 mm < do - dK < 0,5 mm. A este respecto, el diámetro nominal db de la perforación, como se explicó al principio, se corresponde en milímetros con el tamaño de una broca para la que está diseñado el anclaje, pero en sí mismo es adimensional. Las tolerancias de fabricación se escalan en este sentido con la potencia 0,3 del diámetro nominal db. Con este dimensionamiento, existe un volumen muy pequeño entre el núcleo de la varilla roscada 76 y la pared de la perforación. Sin embargo, pueden evitarse pares de apriete excesivos cuando la pared de la perforación se procesa con la herramienta de surcado 10 descrita anteriormente, de modo que la fricción entre la sección del núcleo y la pared de la perforación puede mantenerse relativamente baja. Como resultado, en la práctica resultan altas capacidades portantes bajo carga por las razones explicadas anteriormente.
En formas de realización preferentes, la varilla roscada 76 se fabrica con una tolerancia de fabricación de menos de 0,2 • (db)a3 mm, la herramienta de surcado (10) en relación con el diámetro exterior máximo dF de su rosca de surcado 18 también está fabricada con una tolerancia de fabricación de menos de 0,2 • (db)03 mm y se cumple lo siguiente:
0,0 < (dF - dG)/ dK < 0,15, preferentemente 0,025 < (dF - dG)/ dK < 0,10.
En este sentido, la referencia al "diámetro exterior máximo dF de la rosca de surcado 18", como se mencionó al principio, toma en consideración el hecho de que la rosca de surcado 18 de las herramientas de surcado 10 mostradas en las figuras 1 y 2 tiene un diámetro exterior variable para formar un chaflán. Sin embargo, solo el diámetro exterior máximo dF es significativo para la profundidad de la rosca interior finalmente surcada (véase figura 2a). Lo mismo se cumple también para la rosca de hormigón de la varilla roscada 76, que también puede tener un diámetro de rosca creciente en su extremo delantero (no mostrado en la figura 12), aunque el diámetro exterior de la rosca es constante en la mayor parte de la longitud de la varilla roscada 76, y este diámetro constante se referencia como dG. En otras palabras, el diámetro exterior dG se corresponde con el diámetro del cilindro imaginario más pequeño posible en el que se pueda inscribir la rosca de la varilla roscada 76 en su totalidad.
A diferencia del estado de la técnica citado al principio, esta forma de realización no prevé expresamente un diámetro exterior dG de la rosca de anclaje mayor que el diámetro exterior máximo dF de la rosca de surcado. Si bien en el estado de la técnica se ha demostrado que una reducción en la rosca interior pre-surcada en comparación con la rosca exterior del anclaje es ventajosa para eliminar artificialmente partículas del sustrato y aumentar el par de apriete con el fin de una "sensación de ajuste sólido", en formas de realización preferentes la perforación se procesa utilizando la
herramienta de surcado 10 de manera que se apoye muye pegada en todas las partes posibles en la sección de núcleo respectivo del anclaje. Un factor limitante para el diámetro del anclaje, a pesar del procesamiento de la perforación para aproximarse a una forma cilíndrica ideal, sigue siendo la fricción del núcleo o sección de núcleo con la pared de la perforación y el aumento concomitante del par de apriete. Por lo tanto, las formas de realización preferentes de la invención evitan la resistencia adicional al apriete como se genera deliberadamente en el estado de la técnica expuesto al principio por el trabajo de deformación en la punta de la rosca de anclaje, a favor de la posibilidad de seleccionar un diámetro de núcleo más grande del anclaje para aumentar de ese modo la capacidad de carga por las razones explicadas al principio.
Para poder fijar aún más fácilmente la varilla roscada 76 con la rosca de tornillo para hormigón o un tornillo para hormigón correspondientemente largo, se propuso en combinación con la herramienta de surcado 10 de las figuras 1 a 2d prever en el extremo delantero 12a del cuerpo base 12 un elemento de accionamiento 34 destinado a cooperar con un elemento de transmisión de fuerza de un correspondiente anclaje. En el caso de la varilla roscada 76, el elemento de transmisión de fuerza podría ser, por ejemplo, una depresión hexagonal, mientras que el elemento de accionamiento 34 podría estar formado por un accionamiento hexagonal. En este caso, la varilla roscada 76 se puede enroscar en el componente existente 70 inmediatamente después de que se haya surcado la rosca en la perforación, utilizando la misma máquina que se haya utilizado para el surcado, sin tener que cambiar la herramienta. Téngase en cuenta que en el momento en que la varilla roscada 76 se enrosca en la base de fijación 70, la parte adicional 72 no está en su lugar y tanto el extremo posterior de la varilla roscada 76 con accionamiento de fuerza (es decir, el extremo derecho en la figura 12) como la herramienta de surcado 10 (no representado en la figura 12) utilizada para enroscar queda siempre fuera de la base de fijación 70.
En algunas aplicaciones, sin embargo, puede ser necesario o deseable hundir completamente el anclaje o, en el caso de un anclaje de dos o más piezas, una parte de la misma dentro del componente preexistente 70. Esto se cumple, por ejemplo, para la hélice 44 del anclaje de dos piezas 40 que se muestra en la figura 11, que está completamente enroscada en el componente preexistente 70. Para este fin, no es apropiado un elemento de accionamiento hexagonal simple en el extremo delantero de la herramienta de surcado 10. Para hundir completamente el anclaje o la pieza de anclaje en la base de fijación 70, la herramienta de surcado 10 debe volver a enroscarse al menos parcialmente en la perforación, de tal modo que generalmente habría que surcar otra rosca. Además, el elemento de accionamiento hexagonal de la herramienta de surcado no se puede separar fácilmente del elemento de transmisión de fuerza después de que se haya alcanzado la profundidad de inserción deseada en la base de fijación cuando la herramienta de surcado propiamente dicha se encuentra en la perforación. Para poder realizar el enroscado en profundidad sin cambio de herramienta, en relación con las figuras 13 a 16 se describe otra herramienta de surcado 10 con un elemento de accionamiento 34 adecuado para estos fines.
Las figuras 13 y 14 muestran una vista lateral y una vista en perspectiva, respectivamente, de una herramienta de surcado 10 en cuyo extremo delantero está configurado un elemento de accionamiento 34 que comprende una primera superficie de tope 80, una segunda superficie de tope 84 y un saliente axial 88. Este elemento de accionamiento 34 está destinado a cooperar con un "elemento de transmisión de fuerza" de una hélice 44 que también comprende una primera superficie de tope 82, una segunda superficie de tope 86 (que en el ejemplo de realización mostrado en las figuras 15 y 16 están formadas simplemente por los bordes en el extremo posterior de la hélice 44) y un alojamiento para alojar el saliente axial 88, que en el presente caso está formado por el espacio interior cilíndrico 90 de la hélice 44.
El elemento de accionamiento 34 de la herramienta de surcado 10 y el elemento de transmisión de fuerza de la hélice 44 pueden adoptar una posición acoplada, que se muestra en la figura 15, y en la que las primeras superficies 80, 82 y las segundas superficies 84, 86 del elemento de accionamiento 34 y el elemento de transmisión de fuerza hacen tope entre sí, y en la que el saliente axial 88 del elemento de accionamiento 34 se aloja en el alojamiento, es decir, en el espacio interior axial 90 de la hélice 44. Se puede ver que el elemento de accionamiento 34 de la herramienta de surcado 10 y el elemento de transmisión de fuerza de la hélice 44 están coordinados entre sí de tal manera que, en esta posición acoplada,
- la orientación relativa de la herramienta de surcado 10 y la hélice 44 se establece de tal manera que la rosca de surcado 18 se encuentra en una prolongación imaginaria de la rosca 52 de la hélice 44,
- cuando la herramienta de surcado 10 gira en la dirección de enroscado, se puede transmitir un par desde su elemento de accionamiento 34 al " elemento de transmisión de fuerza " de la hélice 44, que en el presente ejemplo está simplemente formada por el extremo posterior de la misma, y
- cuando la herramienta de surcado 10 se gira en sentido contrario a la dirección de enroscado, no se puede transmitir ningún par desde su elemento de accionamiento 34 al elemento de transmisión de fuerza de la hélice 44.
Dado que la herramienta de surcado 10 y la hélice 44 están alineadas entre sí en la posición acoplada mostrada en la figura 15, de modo que la rosca de surcado 18 se encuentra en la prolongación imaginaria de la rosca 52 de la hélice 44, la herramienta de surcado 10 puede enroscarse de nuevo en la perforación (no mostrada en las figuras 15 y 16) durante el enroscado en profundidad de la hélice 44 sin surcar otra rosca, porque la rosca de surcado 18 es guiada automáticamente por la rosca surcada ya existente en la perforación mediante la sincronización con la rosca 52 de la
hélice 44 anteriormente descrita. Siempre que la herramienta de surcado 10 gire en la dirección de enroscado, también se transmite un par desde su elemento de accionamiento 34 al elemento de transmisión de fuerza de la hélice 44, de modo que la hélice se enrosca en la rosca surcada en la perforación. Cuando la hélice 44 ha alcanzado la profundidad de inserción deseada, por ejemplo, como se muestra en la figura 11, la dirección de rotación de la herramienta de surcado 10 se invierte para desenroscarla de la perforación. Con este sentido de giro inverso, no se ejerce ningún par sobre el elemento de transmisión de fuerza de la hélice 44, por lo que la hélice 44 permanece en la posición avellanada en la base de fijación 70.
En función del tipo de anclaje/pieza de anclaje que se deba enroscar, se pueden prever distintos elementos de accionamiento y correspondientes aplicaciones de fuerza que ofrezcan la funcionalidad descrita en este caso, es decir, la sincronización de rosca de surcado 18 y rosca de anclaje 52, la transmisión de par en la dirección de enroscado y sin transmisión de par en contra de la dirección de enroscado. Se enfatiza que este aspecto no se limita a un diseño específico del elemento de accionamiento 34 o el elemento de transmisión de fuerza. Sin embargo, han demostrado ser especialmente adecuados los elementos de accionamiento 34 que tienen una primera superficie de tope, cuya normal a la superficie n coincide al menos aproximadamente con un vector tangente t que indica en todo momento en qué dirección se mueve la primera superficie de tope 80 en la dirección de enroscado debido a la rotación (pero no al avance axial) de la herramienta de surcado 10 para poder transmitir efectivamente un par a una correspondiente primera superficie de tope 82 del elemento de transmisión de fuerza. Los vectores n y t se indican en la figura 13. Concretamente, la normal a la superficie de la primera superficie de tope 80 con el vector tangencial t forman un ángulo de como máximo 45°, preferentemente como máximo de 30° y, de forma particularmente preferente, como máximo de 15°. Esto se puede ver, por ejemplo, en la figura 13, en la que se puede ver que el ángulo entre los vectores n y t es relativamente pequeño y, en el presente caso, se corresponde con el ángulo de paso de las roscas 18, 52. Para una transmisión de par pura, sería preferible que la normal a la superficie n coincidiera exactamente con el vector tangente t , sin embargo, la geometría mostrada tiene la ventaja de que se simplifica la fabricación del "accionamiento de fuerza" en la hélice 44, que en este simplemente está formada por los bordes 82, 86 en el extremo trasero de la tira perfilada enrollada que compone la hélice 44.
El vector tangente t se puede definir matemáticamente como el producto vectorial de un vector axial a, dirigido hacia el extremo delantero de la herramienta de surcado, y un vector radial r cuya punta se encuentra en la primera superficie de tope, de modo que se cumple lo siguiente: t = a x r, véase en particular la figura 14.
Las primeras superficies de tope 80 y 82 alineadas como se ha descrito generalmente permiten que se transmita de manera efectiva un par al elemento de transmisión de fuerza del anclaje/parte de anclaje cuando se enrosca la herramienta de surcado 10. Además, las primeras superficies de tope 80 y 82 ayudan a este respecto a definir la orientación relativa de la herramienta de surcado 10 y el anclaje/parte de anclaje con respecto a su posición de rotación cuando las primeras superficies de tope 80, 82 se apoyan entre sí en dicha posición acoplada, asegurando así la sincronización de la rosca de anclaje 52 y la rosca de surcado 18 con respecto a su posición de rotación. Por otro lado, al desenroscar la herramienta de surcado 10, las primeras superficies de tope 80, 82 simplemente se separan entre sí, de modo que no se transmite ningún par desde la herramienta de surcado 10 al elemento de transmisión de fuerza del anclaje/parte de anclaje, y el anclaje/parte de anclaje puede permanecer en el sustrato mientras se desenrosca la herramienta de surcado 10.
Además, en general ha resultado ser ventajoso que el elemento de accionamiento 34 de la herramienta de surcado 10, independientemente de su diseño concreto, presente una segunda superficie de tope 84 cuya normal a la superficie n tenga un componente en la dirección del vector axial a, y que el accionamiento de fuerza del anclaje/parte de anclaje tenga una segunda superficie de tope 86 que haga tope con la segunda superficie de tope 84 del elemento de accionamiento 34 cuando el elemento de accionamiento 34 y el accionamiento de fuerza están en la posición acoplada. Con respecto a las segundas superficies de tope 84, 86, en el ejemplo de realización mostrado en las figuras 13 a 16, este criterio se cumple evidentemente. La normal a la superficie n de la segunda superficie de tope 84 del elemento de accionamiento 34 se muestra en la figura 16, y se puede ver de nuevo que la normal a la superficie n con el vector axial a forma únicamente un pequeño ángulo, que a su vez se corresponde con el ángulo de paso de las roscas 18, 52. En cualquier caso, sin embargo, la normal a la superficie n tiene un componente (positivo) en la dirección de este vector axial a. En formas de realización preferentes, el ángulo entre la normal a la superficie n de la segunda superficie de tope 84 y el vector axial a es inferior a 45°, preferentemente inferior a 30°. Las segundas superficies de tope 84, 86 ayudan a este respecto a definir la orientación relativa de la herramienta de surcado 10 y el anclaje/parte de anclaje con respecto a su posición axial cuando las segundas superficies de tope 84, 86 hacen tope entre sí en la posición acoplada indicada, para así garantizar la sincronización de la rosca de anclaje 52 y la rosca de surcado 18 con respecto a su posición axial.
Finalmente, en general ha resultado ser ventajoso que el elemento de accionamiento 34 tenga un saliente axial y el elemento de transmisión de fuerza del anclaje tenga un alojamiento para alojar el saliente axial cuando el elemento de accionamiento y el accionamiento de fuerza adopten la posición acoplada, como es el caso en el ejemplo de realización específico por medio del saliente axial 88 y el espacio interior 90 de la hélice 44 que sirve como "alojamiento". Mediante la combinación de un saliente axial con un alojamiento, generalmente se puede generar un engrane seguro entre el elemento de accionamiento 34 de la herramienta de surcado 10 y el elemento de transmisión de fuerza del anclaje/parte de anclaje.
Aunque la invención se ha descrito sobre la base de ejemplos de realización concretos, se entiende que los ejemplos de realización mostrados únicamente sirven para ilustrar la invención, pero no la limitan. En lugar de ello, la invención está limitada solo por las características enumeradas en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. Sistema para la fijación de un anclaje (40) en una perforación en un sustrato mineral, en particular hormigón, mortero o mampostería, que comprende:
un anclaje (40) con una sección de núcleo y una sección de rosca (52), presentando la sección de núcleo un diámetro de núcleo dK y la sección de rosca un diámetro exterior dG, y
una herramienta de surcado (10) diferente del anclaje para surcar una rosca interior en la perforación, comprendiendo la herramienta de surcado (10):
un cuerpo base (12) al menos aproximadamente cilindrico o cónico con un extremo delantero y otro trasero (12a, 12b), estando prevista un elemento de transmisión de fuerza a través del cual se puede transmitir al cuerpo base (12) un par para girar la herramienta de surcado (10) en la perforación y surcar la rosca, teniendo el cuerpo base (12) una superficie exterior en la que hay una rosca de surcado (18) que es adecuada para surcar la rosca interior en la pared de la perforación, caracterizado por que, en la superficie exterior del cuerpo base (12) hay una pluralidad de protuberancias (24) que presentan en cada caso un borde cortante (26), estando todos los bordes cortantes (26) formando al menos parcialmente un cilindro imaginario con un diámetro (d0 ), y siendo los bordes cortantes (26) aptos para extraer al menos parcialmente material de la pared interior de la perforación al girarse la herramienta de surcado (10) en la perforación para adaptar la pared interior de la perforación al cilindro imaginario.
2. Sistema según la reivindicación 1, estando formado el borde cortante (26) por un borde en el que una superficie esencialmente radial (28), que está inclinada con respecto a la dirección radial menos de 30°, preferentemente menos de 15°, y una superficie esencialmente tangencial (30), que está inclinada con respecto a la dirección radial al menos 45°, son colindantes, apuntando la normal superficial (32) de la superficie esencialmente radial (28) en la dirección de roscado, y/o
presentando la herramienta de surcado (10) al menos cuatro, preferentemente al menos seis, de las mencionadas protuberancias (24) con un respectivo borde cortante (26).
3. Sistema según alguna de las reivindicaciones anteriores, estando fabricado el anclaje (40) con respecto al diámetro del núcleo dK con una tolerancia de fabricación inferior a 0,2 • (db)03 mm, la herramienta de surcado (10) en relación con el diámetro dü con una tolerancia de fabricación inferior a 0,1 • (db)03 mm, donde db es el valor numérico del diámetro nominal de la perforación en milímetros, y cumpliéndose lo siguiente:
0,0 mm < do - dK < 0,7 mm, preferentemente 0,1 mm < do - dK < 0,5 mm, y/o estando fabricado el anclaje (40) en relación con el diámetro exterior dG de su rosca con una tolerancia de fabricación inferior a 0,2 • (db)03 mm, la herramienta de surcado en relación con el diámetro exterior máximo dF de su rosca de surcado con una tolerancia de fabricación inferior a 0,2 • (db)03 mm, donde db es el valor numérico del diámetro nominal de la perforación en milímetros, y cumpliéndose lo siguiente:
0,0 < (dF - dG)/ dK < 0,15, preferentemente 0,025 < (dF - dG)/ dK < 0,10, y/o presentando la rosca de surcado (18) una pluralidad de espiras, y estando dispuesta la pluralidad de protuberancias (24) entre espiras de la rosca de surcado.
4. Sistema según alguna de las reivindicaciones anteriores, en el que la rosca de surcado (18) presenta menos de cuatro espiras, preferentemente entre 2,8 y 3,8 espiras, y/o
en el que la herramienta de surcado (10) tiene, preferentemente en el lado de la rosca de surcado (18) más cercano al extremo trasero (12b), un elemento de rascado anular (32) que es adecuado para rascar la arena de perforación de hacia fuera la pared de la perforación, y/ o
en el que el diámetro exterior de la rosca de surcado (18) disminuye en dirección hacia el extremo delantero (12a).
5. Sistema según alguna de las reivindicaciones anteriores, estando configuradas en la rosca de surcado (18) entalladuras (20) y, entre escotaduras adyacentes, dientes de corte (22), en particular dientes de corte en forma de cuña, correspondiéndose preferentemente al menos una parte de las entalladuras (20) con la altura total de la rosca de surcado (18), de manera que la rosca de surcado (18) está interrumpida por secciones, y/o
teniendo la herramienta de surcado (10), o al menos su rosca de surcado (18) y las protuberancias (24) una dureza Rockwell de al menos 55 HRC, preferentemente de al menos 60 HRC, y/o
estando fabricada la herramienta de surcado (10), o al menos la rosca de surcado (18) y las protuberancias (24) de un acero aleado, acero para herramientas, estelite, un material cerámico o un metal duro, y/o
estando destinada la herramienta de surcado (10) a múltiples usos.
6. Sistema según alguna de las reivindicaciones anteriores, presentando la herramienta de surcado (10) en su extremo delantero (12a) un elemento de accionamiento (34) que es adecuado para cooperar con un elemento de transmisión de fuerza del anclaje (40) o una parte del mismo que deba enroscarse en la perforación tratada con la herramienta de surcado, siendo el elemento de accionamiento (34) preferentemente un accionamiento poligonal o hexagonal, siendo el accionamiento poligonal preferentemente un accionamiento hexagonal.
7. Sistema según alguna de las reivindicaciones anteriores, en el que el anclaje está formado por un tornillo o varilla roscada en la que la mencionada sección de rosca está unida por ajuste de fuerza, por adherencia de materiales o por ajuste de forma con la mencionada sección de núcleo, estando fabricado preferentemente el tornillo al menos en su mayor parte de acero resistente a la corrosión, metales no ferrosos, en particular aluminio, o plástico, en particular plástico reforzado con fibras, o
en el que el anclaje está formado por un casquillo roscado que presenta una rosca exterior que forma la mencionada sección de rosca,
presentando el casquillo roscado preferentemente una rosca interior, en particular una rosca interior métrica, y/o estando enrollado el casquillo enrollado preferentemente a partir de una banda perfilada que presenta un lado radialmente interior y un lado radialmente exterior, habiendo en el lado radialmente exterior una cresta de rosca que es adecuada para ser enroscada en la rosca interior en la perforación formada con la ayuda de la herramienta de surcado, y/o
estando fabricado el casquillo roscado al menos predominantemente de acero resistente a la corrosión, metal no ferroso, en particular aluminio, o plástico, en particular plástico reforzado con fibras.
8. Sistema según alguna de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el anclaje (40) está configurado por al menos dos partes y comprende lo siguiente:
una hélice (44) enroscable en la rosca interior de la perforación con la herramienta de surcado (10), estando formada la hélice (44) preferentemente por una tira perfilada enrollada que presenta un lado interior radial y un lado exterior radial, estando formada una cresta de rosca (52) en el lado radialmente exterior que es adecuada para ser enroscada en la rosca interior en la perforación surcada con ayuda la herramienta de surcado (10), y
un tornillo o varilla roscada (42) con una rosca exterior (46) adecuada para ser enroscada en la hélice (44), estando formada la varilla roscada (42) en particular por una barra de anclaje de encofrado, y/o teniendo el tornillo o la varilla roscada (42) preferentemente una rosca (46) de sección transversal rectangular o trapezoidal con una punta de rosca aplanada (50) que forma al menos parte de la mencionada sección de núcleo del anclaje (40) de dos piezas, teniendo la rosca exterior del tornillo o varilla roscada (42), o una hélice intermedia prevista adicionalmente dispuesta entre el tornillo y la hélice, preferentemente al menos un flanco inclinado (48) que es adecuado para expandir radialmente la hélice (44) en caso de cargas de tracción en una dirección hacia fuera de la perforación y/o en una dirección hacia el interior de la perforación, en caso de cargas de presión, formando el al menos un flanco inclinado (48) un ángulo de al menos 30°, preferentemente de al menos 45°, con la dirección radial,
y/o estando un coeficiente de fricción estática ph entre el al menos un flanco inclinado (48) del tornillo o varilla roscada (42) o hélice intermedia y la sección de la hélice (44) que se puede deslizar por el flanco inclinado (48) bajo dicha carga de tracción o presión, preferentemente en un intervalo de 0,05 < ph < 0,50, cumpliéndose preferentemente lo siguiente: 0,075 < ph, preferentemente 0,125 < ph y/o ph < 0,25, preferentemente ph < 0,20,
y/o presentando al menos un flanco de rosca inclinado, un flanco inclinado de la hélice intermedia y/o una sección de la hélice que se desliza a lo largo del flanco inclinado cuando se expande bajo carga preferentemente un revestimiento que reduce la resistencia al deslizamiento, y/o
cumpliéndose para la relación de la longitud h f de la sección de rosca del anclaje y el diámetro nominal db de la perforación lo siguiente:
heff/db > 10,0, preferentemente > 12,0, de manera particularmente preferente > 15,0 y en particular > 30,0.
9. Procedimiento para la fijación de un anclaje (40) con una sección de núcleo y una sección de rosca en una perforación en un sustrato mineral, que comprende las siguientes etapas:
perforar una perforación,
surcar una rosca interior en la perforación introduciendo una herramienta de surcado (10) en la perforación, e introducir el anclaje (40) en la perforación,
en el que la herramienta de surcado (10) comprende:
un cuerpo base al menos aproximadamente cilindrico o cónico con un extremo delantero y otro trasero (12a, 12b), estando previsto un elemento de transmisión de fuerza (14) a través del cual se transmite al cuerpo base (12) un par para girar la herramienta de surcado (10) en la perforación y para surcar la rosca, teniendo el cuerpo base (12) una superficie exterior en la que hay formada una rosca de surcado (18) adecuada para surcar la rosca interior en la pared de la perforación,
caracterizado por que en la superficie exterior del cuerpo base (12) hay una pluralidad de protuberancias (24) que presentan en cada caso un borde cortante (26), formando todos los bordes cortantes (26) al menos parcialmente un cilindro imaginario con un diámetro (do),
y por que al enroscar la herramienta de surcado en la perforación se extrae al menos parcialmente material de la pared interior de la perforación con la ayuda de los bordes cortantes (26) para adaptar la pared interior de la perforación al cilindro imaginario.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, presentando el anclaje (40) un diámetro de núcleo dK, y cumpliéndose lo siguiente:
0,0 mm < do - dK < 0,7 mm, preferentemente 0,1 mm < do - dK < 0,5 mm, y/o teniendo el anclaje (40) un diámetro de núcleo dK; la rosca del anclaje, un diámetro exterior do; la rosca de surcado de la herramienta de surcado, un diámetro exterior máximo dF tiene, y cumpliéndose lo siguiente:
0,0 < (dF - do)/ dK < 0,15, preferentemente 0,025 < (dF - do)/ dK < 0,10.
11. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones 9 o 10, presentando la herramienta de surcado (10) en su extremo delantero (12a) un elemento de accionamiento (34) adecuado para cooperar con un elemento de transmisión de fuerza del anclaje (40) o de una parte del mismo, y con cuya ayuda se enrosca el anclaje (40) o parte del mismo en la perforación tratada con la herramienta de surcado (10), comprendiendo la inserción del anclaje (40) en la perforación preferentemente las siguientes etapas:
- colocar el elemento de accionamiento (34) de la herramienta de surcado (10) y el elemento de transmisión de fuerza del anclaje (40) o parte del mismo a una posición acoplada en la que la orientación relativa de la herramienta de surcado (10) y el anclaje (40) o dicha parte del mismo es tal que la rosca de surcado (18) queda situada en una continuación imaginaria de la rosca del anclaje (40),
- girar la herramienta de surcado (10) en el sentido del enroscado, transmitiéndose un par desde su elemento de accionamiento (34) al elemento de transmisión de fuerza al anclaje (40) o parte del mismo para enroscar el anclaje (40) o la parte del mismo en la perforación hasta que el anclaje (40) o parte del anclaje se encuentre completamente en la perforación y la herramienta de surcado (10), al menos parcialmente,
- girar la herramienta de surcado (10) en contra del sentido de enroscado para sacarla de la perforación, sin que transmita ningún par desde su elemento de accionamiento (34) al elemento de transmisión de fuerza del anclaje (40) o parte del mismo.
12. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones 9 a 11, insertándose el anclaje (40) con una profundidad de anclaje efectiva h f en la perforación, y cumpliéndose lo siguiente para la relación de la profundidad de anclaje efectiva heff y el diámetro nominal db de la perforación:
heff/db > 10,0, preferentemente > 12,0, de manera particularmente preferente > 15,0 y en particular > 30,0, y/o realizándose el procedimiento utilizando un anclaje (40) y una herramienta de surcado (10) de un sistema según alguna de las reivindicaciones 1 a 8.
13. Procedimiento para reforzar una base de fijación mineral, en particular de hormigón, o para formar una junta de solape, en particular para unir armaduras, en una base de fijación mineral (70), en particular de hormigón, mediante un anclaje (40), siendo el procedimiento un procedimiento para fijar el anclaje (40) en una base de fijación según alguna de las reivindicaciones 9 a 12.
14. Herramienta de surcado (10) para surcar una rosca interior en una perforación formada en una base de anclaje mineral (70), comprendiendo la herramienta de surcado (10) lo siguiente:
un cuerpo base (12) al menos aproximadamente cilíndrico o cónico con un extremo delantero y otro trasero (12a, 12b), habiendo un elemento de transmisión de fuerza (14) a través del cual se puede transmitir al cuerpo base (12) un par para girar la herramienta de surcado (10) en la perforación y para surcar la rosca, y con una superficie exterior en la que hay formada una rosca de surcado (18) adecuada para surcar una rosca interior en la pared de la perforación, caracterizada porque, en la superficie exterior del cuerpo base (12), hay una pluralidad de protuberancias (24) que presentan en cada caso un borde cortante (26), formando todos los bordes cortantes (26) al menos por secciones un cilindro imaginario, y que son adecuados para extraer, al girarse la herramienta de surcado (10) en la perforación, material de la pared interna de la perforación al menos parcialmente para adaptar la perforación al cilindro imaginario, teniendo el elemento de transmisión de fuerza (14) un diámetro que no excede el diámetro del cilindro imaginario.
15. Herramienta de surcado (10) según la reivindicación 14, en la que la herramienta de surcado (10) presenta en su extremo delantero (12) un elemento de accionamiento (34) que es adecuado para cooperar con un elemento de accionamiento de un anclaje (40) que se debe enroscar en una perforación tratada con la herramienta de surcado (10), siendo el elemento de accionamiento (34) en particular un accionamiento poligonal o hexagonal, o que es adecuada para su uso como parte de un sistema según alguna de las reivindicaciones 1 a 8.
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