MXPA06011698A - Metodo de sujecion de un riel protector por medio de un perno del riel protector, el perno del riel protector y la herramienta para fijar el perno del riel protector. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere al metodo de fijacion de un riel protector a una losa de concreto por medio de un perno de auto-expansion y uno de auto-socavado que comprende una espiga que tiene munones de expansion y un nucleo de expansion, el metodo comprende una fase que comprende de hacer una perforacion de un orificio en la losa, una fase consta en hincar el perno a una profundidad deseada (E1 +E2) independiente a la profundidad del orificio, una fase de sujecion dinamica dando como resultado la formacion de socavado y una fase de sujecion estatica del riel protector. El perno del riel protector comprende una espiga y una contra-espiga. La espiga comprende en su extremo de sujecion un cabezal de fijacion para el riel protector que esta rigidamente conectado a su extremo de apriete por medio de un elemento de fractura incipiente a un arillo proporcionado con munones de expansion. La herramienta para sujetar el perno del riel protector comprende medios para hincarlo en rotacion y medios complementarios para controlar la profundidad del hincado del perno.

Description

MÉTODO DE SUJECCION DE UN RIEL PROTECTOR POR MEDIO DE UN PERNO DEL RIEL PROTECTOR. EL PERNO DEL RIEL PROTECTOR Y LA HERRAMIENTA PARA FIJAR EL PERNO DEL RIEL PROTECTOR CAMPO DE LA INVENCIÓN Este invento está relacionado con los pernos utilizados en la industria de la construcción que sirven para fijar los rieles protectores a las losas de concreto, ejemplo las losas para balcones de apartamentos, y referidas como pernos para el riel protector.

ANTECEDENTES Estos pernos atraviesan las zapatas de estos rieles protectores a través de los orificios proporcionados para este fin y son hincados al concreto perforado por adelantado. Cada zapata está fijada contra las losas en virtud de que una tuerca atornillada en el cabezal atornillado del perno está montada en la placa en la que se han proporcionado los orificios de la zapata. Para poder fijar un perno, la losa de concreto es taladrada a una longitud suficiente, hasta el diámetro del perno, opuesto a cada orificio en la zapata, el perno es introducido golpeando su cabeza, luego la tuerca se atornilla, de este modo se asegura la fijación de la zapata. Los pernos utilizados son generalmente del tipo de auto-expansión y de auto-socavado, es decir capaces de fijarse, por un lado, y de alargar de una manera cónica el orificio perforado en el concreto en el extremo del perno y, por otro lado, de poder expandirse ahí, a través de una deformación forzada de expansión de los muñones por medio de un cono, de esa manera permanecerá en contacto con las paredes del orificio que tiene el diámetro logrado de esta manera. El propósito de este socavado es el de liberar las tensiones en el concreto alrededor del orificio en el cual se ancló el perno. A medida que el concreto no permanece localmente pre-tensionado una vez que el perno ha sido sujetado, éste por consiguiente no tiende a astillarse, en particular en el borde de la losa. Normalmente, una vez que la losa ha sido taladrada, el socavado es producido cuando el perno es introducido en el concreto golpeando y/o girando su cabeza roscada a través de un manguito provisto con un revestimiento de carburo en este extremo y que cubre el perno, entonces el apriete de la tuerca da como resultado la expansión de los muñones sobre el cono conectado de manera rígida con el perno, por una parte, como resultado de la reducción del tamaño del perno debido al apriete y, por otro lado, como resultado del hecho de que los muñones son sostenidos a esta profundidad por el manguito. Este método de fijación o de apriete tiene varias desventajas: la presencia del manguito significa que el concreto tiene que ser taladrado a un diámetro mayor que el diámetro del perno, por ejemplo, en el caso de que un perno tenga un diámetro M12 conforme al sistema métrico internacional, es necesario perforar un orificio de 18; si los orificios en la zapata no son taladradas a este diámetro, sino al diámetro pequeño de los pernos, el método también quiere decir que el concreto tiene que ser taladrado no a través de colocación de la zapata en el lugar para poder servir como guía de el taladro, sino que antes de que la zapata sea colocada en su posición, la cual puede guiar a las distancias centrales de perforación alineadas de manera incorrecta con aquellas de los orificios de la zapata; ya que el manguito tiene una longitud predeterminada, los pernos sólo pueden ser utilizados para una sola profundidad; el socavado formado por la pre-tensión de la operación de hincado, el concreto alrededor del perno antes del apriete la tuerca y por lo tanto antes de la expansión del perno, como resultado el montaje de la zapata del riel protector sobre la losa, no puede ser controlado adecuadamente.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN El propósito de esta invención es la de obviar estas desventajas. Para este fin, el solicitante propone primeramente un método para fijar un riel protector a las losas de concreto por medio de un perno de auto-expansión y uno de auto-socavado que comprende una espiga que tiene muñones expandibles y un núcleo de expansión, el método comprende una fase que consiste en perforar un orificio en las losas, una fase comprende hincar el perno a la profundidad deseada de manera independiente a la profundidad del orificio, una fase de apriete dinámico que resulta de la formación del socavado y de la fase de apriete estático del riel protector. El término "apriete dinámico" se refiere al apriete que conduce al desplazamiento de los muñones de expansión o a la formación del socavado con respecto a la profundidad. El término "apriete estático", por otro lado, se refiere al apriete que conserva a los muñones de expansión o la formación de socavado a la misma profundidad. La diferencia fundamental entre el método de invención y aquello de la técnica anterior es que no se forma socavado cuando los pernos son hincados ahí, de este modo se previene la pre-tensión del concreto restante antes del apriete, la estática terminal, en particular la tensión torsional cuando el socavado se forma al girar el perno. El apriete dinámico es realizado ventajosamente por un atornillado relativo de la espiga y el núcleo de expansión hasta una profundidad dada. Para poder realizar el método de invención, el solicitante adicionalmente propone un perno para el riel protector de auto-expansión y de auto-socavado que comprende una espiga y una contra-espiga atornilladas al mismo tiempo por medio de sus extremos de atornillado, la espiga comprende en su extremo de fijación un cabezal de fijación del riel protector diseñado para ser introducido en rotación y conectarse rígidamente a su extremo de atornillado por medio de una fractura incipiente refiriéndose a un arillo provisto con muñones de expansión, una contra-espiga comprendiendo en su otro extremo de expansión de un cono de expansión y de medios de anti-rotación, los muñones de expansión comprendiendo medios para la formación de socavado. Además del hecho de que la profundidad del hincado pueda ser controlada en virtud de los medios de anti-rotacíón, ya que no se requiere de un manguito de retención para los muñones de expansión, el concreto puede ser horadado al diámetro del perno y por lo tanto a través de los orificios de fijación de la zapata. Además, una vez que se ha formado el socavado, la tensión interna del concreto alrededor del orificio es liberada y el concreto por consecuencia no tiene la tendencia a astillarse, particularmente en el borde de la loza, como con frecuencia es el caso cuando un riel protector va a fijarse. El solicitante finalmente propone una herramienta para fijar los pernos del riel protector de conformidad con la invención que comprende medios para hincarlos en rotación y por medios complementarios para controlar la profundidad a la cual el perno es hincado dentro del orificio de anclaje.

Ya que el hincado del perno en el orificio proporcionado en la losa de concreto no depende de la profundidad del orificio, este puede ser sujetado con precisión por la herramienta de fijación sin que el usuario tenga que tomar algún tipo de medidas especiales.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La invención será más fácilmente entendida con la ayuda de la siguiente descripción del perno de la invención, la herramienta y el método de fijación para este perno, con referencia a los dibujos adjuntos en los que: Las Figuras 1 y 2 son respectivamente una vista en perspectiva y una sección axial del perno de acuerdo con la invención; Las Figuras 3 y 4 son respectivamente una vista en perspectiva y una sección axial de la herramienta para fijar los pernos de acuerdo con la invención; La Figura 5 es una sección transversal de la herramienta de fijación a lo largo de la línea AA de la Figura 4, y La Figura 6 es una sección axial de una zapata del riel protector fijada a una loza de concreto por medio de dos pernos de acuerdo con la invención, cada una durante las diferentes fases de operación de fijación.

DESCRIPCION DETALLADA Con referencia a las Figuras 1 y 2, el perno del riel protector 1 tiene un diámetro nominal D que comprende una espiga 10 que tiene un eje 5 y una contra-espiga 20 coaxial con la espiga 10.

La espiga 10 tiene una forma generalmente cilindrica y es proporcionada en su primer extremo 11 referido como el extremo de fijación con un cabezal 13 para fijar el riel protector o cualquier otro aditamento para ser montado en la losa de concreto, en este caso un cabezal atornillado. El cabezal 13 está sobrepasado por el pasador 14 que tiene una altura t, diseñada para ser impulsado en rotación, en este caso por dos planos 140 los cuales son relativamente simétricos al eje 5 del perno. En el segundo extremo 12, con referencia al segundo extremo, la espiga 10 es proporcionada con un arillo 16 el cual comprende muñones de expansión 17 rígidamente conectados al resto de la espiga por medio de una ranura de fracturación incipiente 15. La fractura ocurre cuando cierto par de torsión C que tiene un eje 5 es aplicada al perno 14 de la espiga. Los muñones de expansión 17 en este caso comprenden dientes circulares 170 para la formación de socavado sobre la pared del orificio taladrada en el concreto para poder recibir el perno, como se describirá en lo sucesivo. La contra-espiga 20 comprende un primer extremo 21, con respecto al extremo de expansión, un cono de expansión 23 para los muñones 17 y un cabezal de anti-rotación 24 que tienen, en este caso, una sección transversal, los bordes 240 de donde el proyecto va ligeramente más allá del diámetro nominal D del perno, o del orificio taladrada en el concreto, a una extensión suficiente para prevenir la rotación de la contraespiga sobre el eje 5 como resultado del par de torsión C por medio de la fricción. La contra-espiga 20 es roscada por medio de su segundo extremo atornillado 22 a una perforación taladrada 19 que tiene un eje 5 proporcionado en el extremo atornillado 12 de la espiga 10. Cuando la contra-espiga 20 es enroscada en la espiga 10 de alguna manera los muñones 17 se purgan con el cono 23, el perno 19 permitirá al extremo 22 ser atornillado sobre la longitud H mayor que cierta longitud h la cual será determinada más adelante, y el perno 1 estará listo para su uso. Refiriéndose a las Figuras 3 a 5, la herramienta 2 para ajustar el perno 1 , que tiene una forma generalmente cilindrica y un eje de 5', es diseñada para rotar la espiga 10 a su eje 5 por medio de su pasador 14 cuando el perno 1 es introducido en el orificio taladrada en el concreto. Para este fin, este comprende un manguito de conducción cilindrica 35 que tiene una longitud e2 diseñada, como se verá en la sección transversal de la Figura 5, para seguir el contorno de las soleras 140 del pasador14 en su extremo inferior 36 cuando los ejes 5 y 5' coinciden y cuando este se posiciona en el cabezal 13 del perno 1. El manguito hincado 35 se mueve libremente en traslación con el eje 5' guiándose entre dos los dos límites extremos por la guía de tope 31. Estos límites están determinados por la superficie superior 37 del extremo inferior 34 de la guía de tope 31 , teniendo una longitud e1 y una sección transversal 33 que se reduce en dicha extensión ya que ésta no permitirá el paso de el manguito 35, y el límite superior resultado del límite de compresión 1 de un resorte 38. El resorte 38 está comprimido entre el manguito 35 y la parte baja 41 de un obturador 50 cierran el espacio libre cilindrico que lo contiene. Cuando la longitud axial máxima del resorte 38 se ha alcanzado, el extremo inferior 36 del manguito 35 está en contacto con la parte superior 37 del extremo inferior 34 de la guía de tope 31 y estos dos extremos estarán entonces a una distancia del extremo inferior 41 del obturador 50 a través de una longitud L. El resorte 38 permite que el extremo inferior 36 se aplique de manera constante al cabezal 13, para que sostenga el pasador 14 en el interior de este extremo.

El eje 39 tiene una longitud b que está rígidamente conectada con el obturador 50 y tiene la misma sección transversal a medida que el pasador 14 extienda el obturador hasta que éste se introduzca en el manguito 35 y le permita que se impulse por rotación cuando el obturador 50 se esté moviendo por si mismo en rotación. Para este fin, el obturador 50 está rígidamente conectado a un cabezal hexagonal 32 por medio del cual la herramienta 2 puede ser rotada, y se puede sostener por medio de el manguito externa 30 sin afectar su rotación sobre el eje de 5'. El uso de la herramienta 2 y la operación del perno 1 ahora serán descritos con referencia a la Figura 6. Cuando una zapata 61 del guarda-riel 60 tiene un grosor E1 y comprime los dos orificios de 62' y 62" teniendo un diámetro D1 compatible con el diámetro nominal D éste se ajustará a la superficie 101 de las losas de concreto 100, en su fase de perforación, la zapata 61 es colocada en posición y los orificios de 103' y de 103" tienen un diámetro D2 que corresponde al diámetro D y que son perforados en la losa. No hay necesidad de ser precisos en la longitud de perforación. Ésta simplemente tiene que ser más larga que la profundidad de movimiento del perno. A medida que la contra-espiga 20 ha sido ajustada en la espiga 10 hasta que los muñones 17 toquen ligeramente el cono 23, en su fase de conducción, el perno 1' estará listo para utilizarse si se fuerza dentro del orificio de 62' a la profundidad deseada, de tal manera que la parte roscada del cabezal 13 se proyecte desde la zapata 61 por una altura deseada E2 que generalmente es igual a la suma del grosor de la tuerca de fijación y de la arandela (no mostrada) incrementada por la longitud h. En la Figura 6, el perno de 1 ' se muestra en su posición y en su estado. El cabezal de anti-rotación 24 de la contra-espiga 20 sostiene el perno de 1 ' a esta profundidad.

El eje de 5' de la herramienta de 2' y el eje 5 del perno se hace que coincidan de tal manera para que el pasador 14 engrane en el extremo inferior 36 de el manguito 35 la cual es regresada por el resorte 38 hacia el pasador 14 y la herramienta es presionada con el fin de traer la parte más baja 33 de la guía de tope 31 para que lo empuje contra la parte superior 63 de la zapata 61. Entonces, durante la fase de fijación dinámica, el socavado se forma por el dentado 170 de los muñones 17 al girar el cabezal 32 a través de una llave Alien. Al hacer esto, el obturador 50, el eje 39 rígidamente conectado a este, el manguito 35 y el pasador 14 son girados en virtud de la forma de la sección transversal de las superficies de contacto entre el manguito, el eje y el pasador, la espiga 10 será atornillada en la contra-espiga 20 y será sostenida para su fijación en rotación y traslación por medio del cabezal de anti-rotación 24. Cuando estos se mueven, la espiga 10 mueve los muñones 17, los cuales son expandidos por el cono 23 hacia una profundidad predeterminada h y así desde el orificio socavado 103'. El apriete del par de torsión se debe al atornillado que gradualmente se incrementa a un valor C requerido para obtener una fractura en la ranura 15. Se produce el socavado. En la Figura 6, el perno de 1" se muestra en esta posición y en este estado. Debido a la fractura de la ranura 15, la tensión torsional es liberada y el arillo 16 es bloqueado por el socavado que bloquea la espiga 10 con respecto a esta profundidad, la espiga entonces se mueve hacia la contra-espiga 20, y con ésta el cono 23, hacia ésta desde ese punto. Después de realizar la operación de anclaje y durante la fase de atornillado estático, la tuerca de apriete es atornillada en el cabezal de atornillado 13 del perno para poder montar el riel protector sujetando firmemente la zapata 61. En el caso de que haya una sobrecarga, las fuerzas tensoras anormales pueden resultar de la expansión adicional de los muñones 17 y la espiga 10 puede entonces ser retirada muy ligeramente hacia el exterior del orificio. Durante esta fase de atornillado, el perno de V permanecerá así hincado en la profundidad deseada que corresponde al perno que se proyecta sobre la superficie 101 del concreto por una altura E1 + E2. La herramienta 2 es dimensionada para facilitar y asegurar la observancia de la altura para que la tuerca de fijación sea atornillada totalmente en el cabezal sin la extensión posterior detrás de esta. En particular, independientemente del grosor E1 de la zapata 61 , se debe aplicar la siguiente fórmula: e1 + h <E2< e1 + L - 1. La altura h puede ser determinada con precisión como una función del par de torsión O Esto depende de las propiedades del concreto. Deberá aplicarse la siguiente fórmula: L - 1 > h, de ese modo asegurará una fase de apriete dinámico óptimo. La herramienta 2 además hace posible controlar la profundidad a la cual el perno será hincado en el orificio 103. Para este fin, deberá aplicarse la siguiente fórmula: e2 + 1 - b = t, y e2 + e1 + L - b = E2 + - h. Primeramente, la longitud e2 del manguito35 deberá ser igual a la longitud b del eje incrementado por la longitud t del pasador14, pero reducida por la longitud mínima 1 del resorte comprimido 38.

En segundo lugar, la longitud e1 de la sección reducida del extremo inferior 34 de la guía de tope 31 es una función de la proyección deseada del perno que se encuentra sobre la superficie 63 de la zapata 61 , E2 - h, es decir el grosor de la tuerca de fijación. Si estas condiciones son satisfactorias, el perno 1 puede ser hincado a través de la zapata en el orificio 103' o 103" en la losa 100 a través de un martilleo del cabezal hexagonal 32 de la herramienta 2 en el lugar del perno hasta que la herramienta 2 empuje a través de la parte inferior 33 contra la parte superior 63 de la zapata. Al utilizar la herramienta 2 de esta manera, la profundidad de hincado deseado del perno, o la proyección de la zapata, es obtenida de una manera muy precisa. La ventaja de este método reside en el hecho de que éste comprende, después de perforar la losa, de una primera fase que consta en hincar el perno a una profundidad estrechamente dependiente a la profundidad de hincado deseada, durante el cual no se forma el socavado, de ese modo se previene la pre-tensión del concreto antes de fijarlo, después una segunda fase de fijación dinámica, la espiga siempre será hincada mientras que la contra-espiga permanece estática, de ese modo se da como resultado la formación de socavado y finalmente una tercera fase de apriete estático, que continúa la expansión del perno, sólo con el movimiento de la contra-espiga, empatada con la espiga.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. El método para sujetar un riel protector a un loza de concreto por medio de un perno de auto-expansión y auto-socavado que comprende una espiga que tiene muñones expandibles, caracterizado el método porque comprende una fase consistente de perforar un orificio en la losa, una fase consistente en hincar el perno a una profundidad deseada (E1 + E2) independiente de la profundidad del orificio, una fase de apriete dinámico que resulta en la formación de socavado y una fase de apriete estático del riel protector.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque se lleva a cabo el apriete dinámico a través del atornillado relativo de la espiga y el núcleo de expansión a una profundidad dada.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque la espiga es atornillada en el núcleo de expansión hasta que la fractura de los medios de fractura incipiente.

4. El perno del riel protector auto-expandible y auto socavado para llevar a cabo el método de la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende una espiga y una contra-espiga atornilladas juntas por medio de sus extremos de atornillado, la espiga comprendiendo en su extremo de sujeción un cabezal de sujeción para el riel protector diseñado para ser hincado en rotación y conectado rígidamente a su extremo de atornillado por medio de un medio de fractura incipiente a un arillo proporcionado con muñones de expansión, la contra-espiga comprendiendo en su extremo de expansión un cono de expansión y un medio de anti-rotación, los muñones de expansión comprendiendo medios para formar el socavado.

5. La herramienta para sujetar un perno del riel protector, caracterizada porque comprende medios para hincarlo en rotación y medios complementarios para controlar la profundidad de hincado del perno.

6. La herramienta de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque está provista con un eje fijado en rotación con un manguito cilindrico de hincado diseñado para hincar el perno en rotación.

7. La herramienta de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el manguito es guiado en translación mediante una guía de tope y es regresada por la acción de un resorte a un pasador para hincar el perno en rotación.

8. La herramienta de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque la longitud del manguito es igual a la longitud del eje incrementada por la longitud t del pasador, pero reducida por la longitud mínima del resorte.

9. La herramienta de conformidad con una de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizada además porque la longitud del extremo inferior de la guía de tope es una función del grosor de la tuerca de sujeción.