ES2216273T3 - Procedimiento para anchar elementos de union en un material que comprende poros o cavidades, y elementos de union para el incicado anclaje. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un pasador de conexión (3.2) con el cual dos partes (1 y 2) - realizadas, por ejemplo, en un material poroso, particularmente en madera o material similar a la madera - pueden conectarse estando anclado el mencionado pasador en unas posiciones de anclaje predeterminadas (31, 33) en material poroso. Con este objetivo, se realiza en las partes (1 y 2) un taladro (42) con un extremo cerrado (41). La forma de este taladro (42) se adapta al pasador de conexión (3,2) de tal forma que el pasador puede ser guiado dentro del taladro sin esfuerzo y situado en una primera posición de tal forma que la presión se establece en al menos una posición de anclaje predeterminada (31, 33) entre el pasador de conexión (3.2) y la pared del taladro (4.2), si el pasador de conexión (3.2) se fuerza con una fuerza de presión (F) en una segunda posición más profunda dentro del taladro. La energía se centra directamente sobre el pasador de conexión de tal forma que el material sintético termoplástico del pasador de conexión (3.2) se plastifica en posiciones de anclaje predeterminadas (31, 32). El material sintético localmente plastificado se presiona dentro del material poroso de las partes aplicando la presión local, y forma anclajes macroscópicos (10, 20) locales. El pasador de conexión (3.2) consta completamente, por ejemplo, de un material sintético termoplástico, y la energía para plastificar se adquiere de la entrada de vibración ultrasónica.

Description

Procedimiento para anclar elementos de unión en un material que comprende poros o cavidades, y elementos de unión para el indicado anclaje.

La invención se refiere a un procedimiento según el preámbulo de la primera reivindicación independiente de la patente. El procedimiento sirve para el anclaje de elementos de unión en un material con poros o cavidades, especialmente en madera o en materiales similares a la madera (por ejemplo tableros de madera aglomerada). La invención se refiere además a elementos de unión para su uso en el procedimiento. Los elementos de unión anclados según el procedimiento conforme a la invención sirven sobre todo para crear estructuras formadas por diferentes piezas o para la fijación de herrajes.

Según el estado actual de la técnica las piezas de madera o de materiales similares a la madera se unen entre sí con elementos de unión en forma de clavos y tornillos, embutiendo éstos en una de las piezas que se pretende unir a través de la otra pieza que se pretende unir. Los tornillos y clavos están fabricados en la mayoría de los casos de metal. Presentan una cabeza en la zona de la superficie de una de las piezas que se pretende unir, y se anclan en otra, como mínimo, de las piezas que se pretende unir mediante arrastre de fricción o arrastre de forma. Estos elementos de unión en forma de clavija suponen en las construcciones de madera cuerpos extraños metálicos, muy propensos a la corrosión, que pueden ser un obstáculo para un tratamiento después de la unión de las piezas y que en las construcciones acabadas constituyen puentes para el transporte de calor.

Es igualmente conocida la forma de unir piezas de materiales fibrosos, entre los que figuran la madera y otros materiales similares, con piezas de materiales termoplásticos, plastificando el material termoplástico como mínimo en su superficie que mira a la pieza de material fibroso y presionando una contra otra ambas superficies. Para ello se lleva al plástico, en una forma plastificada, a la superficie del material fibroso, o bien se plastifica en la posición definitiva, por ejemplo mediante estimulación por ultrasonido. En todos estos procedimientos se origina en la capa límite entre el plástico y el material fibroso una unión en el sentido de un arrastre de forma microscópico presionando el plástico plastificado contra las irregularidades de la superficie del material fibroso. Se describen métodos semejantes, por ejemplo, en las publicaciones FR-2455502, FR-1495999, DE-3828340 o EP-0269476. De acuerdo con la WO-96/01377 la pieza de plástico puede ser también una espiga que une dos piezas de madera entre sí. En el mismo principio se basan métodos conocidos para la unión de piezas de madera o de materiales similares en los cuales se aplica una capa de un material termoplástico, por ejemplo una capa de barniz, entre las dos piezas que se pretende unir, a continuación se presionan las piezas una contra otra y se les aplica un impacto por ultrasonido (JP-52127937, WO-96/01377).

En todos los procedimientos antes mencionados el plástico y el material poroso se unen entre sí mediante una adhesión de superficies creada por un arrastre de forma microscópico, de la misma forma que se da en el procedimiento habitual de pegado. Así pues, los procedimientos mencionados presentan diversos inconvenientes similares a los de los procedimientos de pegado, sobre todo su sensibilidad ante las cargas térmicas y las cargas por humedad, por cuyo efecto las dos superficies unidas entre sí se dilatan con intensidades diferentes, produciéndose fuerzas de corte considerables, capaces de debilitar o incluso de destruir la unión.

La invención se plantea la tarea de mostrar un procedimiento para el anclaje de elementos de unión, por ejemplo de clavijas de unión, en piezas de un material que presente poros o cavidades, especialmente en piezas de madera o de materiales similares, donde el procedimiento está basado en los procedimientos antes mencionados para la unión entre plástico y piezas de madera, pero limitando, como mínimo sus inconvenientes, esto es, proporciona anclajes más estables bajo cargas térmicas y/o bajo cargas por humedad. El procedimiento tiene que ser sencillo y pese a ello tiene que poder adaptarse de forma específica a elementos de unión con diferentes funciones y a tipos de material diferentes. Además el procedimiento debe ser realizable con medios y herramientas conocidas y con poco gasto.

Esta tarea se resuelve mediante el procedimiento tal como se define en las reivindicaciones de la patente.

Según el procedimiento de acuerdo con la invención, para un anclaje de plástico plastificado no se presiona, como en el procedimiento habitual, en las irregularidades de la superficie, sino en los poros o cavidades en el interior de la pieza en la que se pretende anclar el elemento de unión, de modo que se forma un anclaje macroscópico. Este anclaje macroscópico se basa en la penetración del plástico plastificado en poros microscópicos del material y en la formación de una especie de compuesto formado por el material poroso originario y el plástico que ha penetrado en éste, o en un arrastre de forma macroscópico, que surge de la compresión del plástico plastificado en las cavidades macroscópicas.

Según el procedimiento de acuerdo con la invención, en la pieza en la que se ancla el elemento de unión se prepara una abertura con el extremo cerrado, por ejemplo un taladro (agujero ciego). En este agujero se posiciona el elemento de unión, formado total o parcialmente por un termoplástico plastificado.

El agujero y el elemento de unión se ajustan en sus formas respectivas de tal modo que el elemento de unión se puede introducir en el agujero sin emplear fuerza hasta una primera posición, y de tal modo que, cuando se lleva con ayuda de un esfuerzo de compresión, en paralelo al eje de taladrado, desde esta primera posición, contra el extremo cerrado del agujero, a una segunda posición, definitiva, se forma presión entre el elemento de unión y la pared del agujero como mínimo en un punto de anclaje predeterminado, mientras que no se forma presión en otros puntos.

Al mismo tiempo que se comprime el elemento de unión desde su primera posición a la segunda en el agujero, o inmediatamente antes, se suministra energía al elemento de unión, de tal modo que el material plástico se plastifica localmente en los puntos de anclaje antes mencionados, predeterminados, en los que se concentra la presión. Una plastificación local tan selectiva se consigue, por ejemplo

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si el elemento de unión está formado íntegramente por un termoplástico o al menos en la zona de los puntos de anclaje presenta como mínimo zonas de superficie formadas por un termoplástico, y si a un elemento de unión de este tipo se le aplica, como suministro de energía, un impacto por ultrasonidos o por otra vibración apropiada, donde la fricción máxima, y por lo tanto el calor máximo, se produce en los puntos de concentración de la presión (puntos de anclaje predeterminados), y donde por tanto el termoplástico se plastifica localmente (procedimiento emparentado con técnicas de unión como soldadura por ultrasonidos, soldadura por fricción, soldadura por vibración, soldadura orbital);

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si el elemento de unión presenta en la zona de los puntos de anclaje como mínimo zonas de superficie formadas por termoplástico plastificable a una temperatura inferior a la que plastifican los demás materiales del elemento de unión, y si se calienta un elemento mediante aporte de calor;

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si el elemento de unión presenta en la zona de los puntos de anclaje como mínimo zonas de superficie formadas por un termoplástico en el que se alojan partículas metálicas, y si este elemento de unión se calienta por inducción.

El elemento de unión presenta en su cara interna, que mira en el agujero cerrado hacia el extremo cerrado del agujero, como mínimo un punto de anclaje predeterminado. Además el elemento de unión presenta en su cara opuesta, externa, esto es, en la cara que sobresale del agujero o que está posicionada en la abertura del agujero, un engrosamiento que sirve de cabeza o un medio para fijar otra pieza, o bien presenta otro punto de anclaje contra la cara externa, distanciado del primer punto de anclaje. También se pueden considerar elementos de unión, sobre todo en forma de clavija, con varios puntos de anclaje predeterminados.

Mientras que el elemento de unión se comprime hacia su segunda posición, definitiva, en el agujero, al tiempo que se le aporta energía, el material del elemento de unión plastifica en los puntos de anclaje deseados, en los cuales se produce una elevada presión entre el elemento de unión y la pared del agujero, y por efecto de la presión en estos puntos es empujado hacia la pared del agujero y hacia los poros o cavidades en el material limítrofe con el agujero, mientras que en otros puntos permanece inalterado.

Para que el material plástico plastificado sea empujado por la presión ejercida en los puntos de anclaje hacia la pared del agujero, dicha pared tiene que presentar un grado de porosidad o aberturas hacia cavidades, o bien la pared del agujero tiene que estar configurada de tal forma que la presión generada produzca poros o cavidades en los que se pueda alojar el material plastificado. Los materiales porosos apropiados para anclajes según el procedimiento de la invención son especialmente madera o materiales similares a la madera, pero también piedra arenisca, materiales cerámicos, ladrillo, hormigón, etc. Las cavidades apropiadas para la formación de anclajes según la invención se abren básicamente en sentido transversal respecto del eje del taladrado, y se encuentran sobre todo en elementos de construcción ligeros.

La profundidad asequible del anclaje de un plástico en un material poroso depende de la estructura de este último (para la madera, por ejemplo, de la densidad de sus fibras), pero también de la presión aplicada y de la cantidad localmente disponible de plástico plastificado. Como habremos de mostrar aún, en madera maciza se pueden conseguir sin más profundidades de anclaje de entre 1 y 4 cm.

La profundidad deseable del anclaje del plástico en un material poroso depende de la capacidad de solicitación del material y se puede regular mediante la cantidad de material que se comprime y/o la intensidad de la presión aplicada. La forma del anclaje se puede regular en buena medida mediante el correspondiente ajuste entre la forma del agujero y la forma del elemento de unión. Así pues, con el procedimiento según la invención se pueden crear anclajes que se adaptan con total especificidad a las características del material (por ejemplo, tipo de madera, orientación de las vetas o gradiente de densidad relativo a la orientación del agujero, etc.) en el que se pretende crear el anclaje, y a la función y carga que tiene que recibir el elemento de unión.

Las formas más ventajosas del agujero y del elemento de unión para una aplicación específica, la intensidad de la presión y la cantidad de energía que conviene aportar al elemento de unión se determinarán de forma experimental en cada caso concreto.

El procedimiento según la invención para el anclaje de elementos de unión en una pieza de material poroso, especialmente de madera, de un material similar a la madera o de un material con cavidades apropiadas y diferentes tipos de elementos de unión se describe en mayor detalle con ayuda de las siguientes figuras. En éstas pueden verse:

Figura 1 una variante del procedimiento, a modo de ejemplo, para el anclaje de una clavija de unión, con cabeza, en una pieza de madera para la unión de dos piezas de madera;

Figura 2 otra variante del procedimiento, a modo de ejemplo, para el anclaje de una clavija de unión en dos piezas de madera que se pretende unir;

Figuras 3 a 5 tres formas de realización, a modo de ejemplo, del punto de anclaje en la zona del extremo cerrado del agujero;

Figura 6 ejemplo de herraje que se fija en esta pieza con ayuda de varias clavijas de unión ancladas en una pieza de madera;

Figura 7 otra variante del procedimiento, a modo de ejemplo, para el anclaje de un elemento de unión que presenta una rosca interior para la fijación de otras piezas;

Figura 8 ejemplo de un anclaje según la invención en un elemento de construcción ligero con espacios huecos.

En todas las figuras se representan elementos de unión, agujeros y anclajes en sección a lo largo del eje de taladrado.

La figura 1 muestra, como primera variante, a modo de ejemplo, del procedimiento según la invención, un anclaje de un elemento de unión en forma de clavija, con cabeza (clavija de unión 3.1), en una primera pieza de madera 1 para la unión de esta primera pieza 1 con una segunda pieza 2.1, que por ejemplo es igualmente de madera.

La clavija de unión 3.1 presenta en la zona de su extremo interno un punto de anclaje 31 y en su extremo externo una cabeza 32. El agujero 4.1, que atraviesa completamente la pieza 2.1 y presenta en la pieza 1 un extremo cerrado 41, tiene una profundidad menor que la longitud de la clavija de unión 3.1, y presenta en su extremo abierto, por ejemplo, una ranura extensa para el avellanado de la cabeza 32. La sección transversal del agujero 3.1 se ajusta a la sección transversal de la clavija de unión 3.1 de tal modo que la clavija se puede embutir en el agujero sin emplear fuerza hasta el extremo cerrado 41 de éste. Ésta es la primera posición de la clavija de unión 3.1 en el agujero 4.1.

Desde la primera posición se empuja la clavija de unión 3.1 hacia el agujero 4.1, con un esfuerzo de compresión F orientado básicamente en paralelo al eje del taladrado. El único punto en el que la fuerza de compresión F origina una presión entre la clavija de unión 3.1 y la pared del agujero 4.1 es la zona del extremo cerrado 41 del agujero. Si se intenta ahora, en la forma ya descrita y mediante un aporte de energía a la clavija de unión, que el material de la clavija de unión plastifique sólo en este punto, el anclaje 10 de la clavija de unión en la pieza 1 que se pretende unir se producirá sólo en este punto.

Este anclaje 10 está representado en la figura como zona de material plástico, pero de hecho está formado por una mezcla íntima de fibras de madera y plástico, similar a un material "composite" y puede presentar, por ejemplo, en madera de abeto cuyas vetas se orienten en paralelo al eje de taladrado, una profundidad de hasta 2 cm.

La longitud de la clavija de unión 3.1, la profundidad del agujero 4.1, la fuerza F y la cantidad de energía aportada deben ajustarse entre sí de forma que el anclaje cumpla las condiciones de resistencia deseadas y que las dos piezas entre la cabeza 32 de la clavija de unión y el anclaje 10 mantengan entre sí una tensión firme.

La clavija de unión 3.1 de la figura 1 está anclada en la pieza 1 por el punto de anclaje 10, lo cual sólo resulta posible si la pieza es de material poroso, especialmente de madera o de un material similar a la madera, o bien si el material de la pared del agujero presenta cavidades apropiadas en la zona del punto de anclaje, o si la presión ejercida sobre la clavija de unión produce aberturas de este tipo en la pared del agujero.

La pieza 2.1 puede ser también de madera, como se ha descrito, pero también de otro material no poroso (metal, plástico). La cabeza 32 puede ser un componente de la clavija de unión, como se puede ver en la figura 1. Pero la cabeza también se puede asentar sobre la clavija de unión después de la formación del anclaje, por ejemplo en una rosca prevista en la clavija de unión. La cabeza 32 puede tener cualquier forma, y puede estar formada, por ejemplo, por un herraje con una función específica.

Una ventaja de una unión de dos piezas como la representada en la figura 1, frente a otros procedimientos de unión en los que se utilizan plásticos plastificados como materiales de unión, consiste en que se puede impedir en todo momento que el material plastificado se vea presionado hacia las juntas entre las piezas 1 y 2.1 que se pretende unir, ejerciendo así una presión en el sentido de la separación. Esta circunstancia se evita si en la zona de una junta de este tipo no se crea presión alguna y si el material de la clavija de unión no es plastificable en esta zona.

Si la energía que se suministra a la clavija de unión se aplica en forma de ondas ultrasónicas la clavija de unión 3.1 debe estar formada, como ya se ha descrito, por un material termoplástico en la zona de su extremo interno que se ha de posicionar en el extremo cerrado del agujero 41. El resto de la clavija puede ser del mismo material o de otro material.

Si la energía a aportar a la clavija de unión 3.1 se aplica en forma de calor, la clavija estará formada en la zona del punto de anclaje por un material plástico que plastifique a una temperatura más baja que la del material del que está formada la clavija en otras zonas. En un caso así también resulta concebible que la clavija de unión tenga un "alma" de un material con buena conducción térmica, a través de cuya alma el calor a aportar a la clavija de unión se pueda conducir hacia el punto de anclaje.

Si la energía que se quiere aportar a la clavija de unión se suministra de forma inductiva, el material termoplástico del punto de anclaje predeterminado 31 deberá contener alojadas partículas metálicas.

La figura 2 muestra, a modo de ejemplo y como otra variante del procedimiento conforme a la invención, un anclaje de un elemento de unión en forma de clavija (clavija de unión 3.2) en dos piezas 1 y 2.2 de madera, por ejemplo, que se pretende unir entre sí, donde la clavija de unión 3.2 está anclada en las dos piezas 1 y 2.2 (anclajes 10 y 20).

La clavija de unión 3.2 presenta, al igual que la clavija de unión 3.1 de la figura 1, un primer punto de anclaje predeterminado 31 en su extremo interno, que se pretende introducir en el agujero. Además presenta un segundo punto de anclaje predeterminado 33, que presenta a su vez la forma de una reducción escalonada de sección transversal, y que está dispuesto en la clavija en la zona donde estará posicionado en la segunda pieza 2.2 que se pretende unir.

El agujero 4.2 presenta un estrechamiento de sección transversal correspondiente al estrechamiento de sección transversal 42 de la clavija de unión 3.2, en el cual la clavija de unión asienta en su posición primera. Si la fuerza de compresión F empuja más a la clavija de unión hacia el agujero 4.2 se crea presión no sólo en el ámbito del extremo cerrado 41 del agujero 42 sino también en el ámbito del estrechamiento de sección transversal 42, presión que empuja al material plástico plastificado en este punto contra la pared del agujero 4.2 y que en consecuencia forma un segundo anclaje 20.

Los agujeros 4.1 y 4.2 de las figuras 1 y 2 tienen, de forma ventajosa, una sección transversal redonda. Las clavijas de unión 3.1 y 3.2 pueden igualmente ser redondas. También pueden, no obstante, tener otra sección transversal que encaje en el agujero correspondiente. Por ejemplo, la clavija de unión 3.2 puede ser redonda en la zona de su sección transversal menor y presentar en la zona de su sección transversal mayor una sección transversal poligonal (por ejemplo cuadrada), donde sólo las zonas de las aristas asientan sobre el escalón 42.

En las dos figuras 1 y 2 el extremo cerrado 41 del agujero está representado liso, y la clavija de unión se apoya en su primera posición con una superficie frontal lisa en el agujero. Con una conformación de este tipo del agujero y la clavija de unión se crea una presión básicamente uniforme al comprimir la clavija sobre la superficie frontal en su conjunto. El material plastificado se conduce hacia la madera principalmente en paralelo al eje longitudinal de la clavija de unión, de forma que la sección transversal del anclaje 10 sólo es un poco mayor que la sección transversal de la clavija de unión.

Una configuración de este tipo del primer punto de anclaje predeterminado es ventajosa para aplicaciones en las que la veta de la madera se orienta, en la zona del primer anclaje 10, en paralelo al eje de taladrado y la madera de la pieza 1 se parte ya con un ligero desplazamiento.

Un efecto casi similar se puede conseguir con un extremo de la clavija terminado en punta y que en su primera posición asiente sobre un extremo del agujero también en punta y con una forma más o menos igual.

Las figuras 3 a 5 muestran otras formas de realización, ventajosas para aplicaciones específicas, de unos primeros puntos de anclaje predeterminados 31, por ejemplo en elementos de unión 3 en forma de clavija, y por tanto extremos cerrados 41 de agujeros 4, que cooperan, que dan lugar, sobre todo con aplicación de ultrasonidos, a distintos anclajes 10.

La figura 3 muestra en dos variantes un extremo de una clavija de unión 3 que asienta en un extremo cerrado de un agujero 4. En ambos casos el extremo de la clavija de unión termina en punta y ésta es más aguda que el extremo del agujero, De esta forma la presión originada al comprimir la clavija de unión 3 en el agujero 4 se concentra en el medio, con lo que la presión sobre el material, sobre la pieza 1, se ejerce aún más en paralelo el eje de la clavija, de forma que el anclaje 10 que aquí se forma se extiende también más en la dirección axial que en la transversal a ésta. La resistencia de un anclaje de este tipo se basa sobre todo en un aumento de las superficies en la madera bajo carga de cizalladura.

La figura 4 muestra un extremo de una clavija 3 con una forma cóncava. Al comprimir esta clavija en un agujero con un extremo liso o en punta la presión se genera sobre todo en posiciones radiales, con lo cual se crea un anclaje 10 que se extiende más en sentido transversal al eje de la clavija. Un anclaje de este tipo es apropiado sobre todo para una pieza 1, en la que la veta discurre en sentido transversal al eje de la clavija, o para un anclaje en un tablero de aglomerado cuya superficie está dispuesta en sentido transversal al eje de la clavija. La resistencia de un anclaje de este tipo se basa sobre todo en el arrastre de forma resultante entre la pieza de madera y la clavija de unión.

La figura 5 muestra otra forma de realización del primer punto de anclaje predeterminado 31 en una clavija de unión 3 y el correspondiente extremo 41 del agujero. Se trata aquí de un primer punto de anclaje, configurado básicamente igual que el segundo punto de anclaje de la figura 2. El agujero 4 presenta un estrechamiento escalonado 43 de la sección transversal en el cual se apoya la clavija en su primera posición. Si esta clavija de unión se comprime contra el agujero se origina en la zona del extremo del agujero una presión, sobre todo radial, y el materal plastificado se comprime contra la madera, sobre todo en la dirección transversal al eje de la clavija.

La figura 6 muestra una pieza 5 formada de un material cualquiera, fijada a una pieza 1 con la ayuda de elementos de unión 3 en forma de clavija, que según el procedimiento conforme a la invención están anclados en esta pieza 1, hecha por ejemplo de madera. La pieza 5 es un herraje (por ejemplo una pieza de bisagra), por ejemplo de plástico. La forma de las dos clavijas de unión 3 coincide con la de la pieza 5, o bien están unidas a dicha pieza de otra manera apropiada, se embuten del modo descrito en los agujeros de la pieza 1 y se anclan allí. También aquí la pieza 5, como ya se ha mencionado en relación con la figura 1, al tratar de la cabeza de la clavija de unión, puede tener una forma cualquiera, y dicha pieza, incluso después de la formación del anclaje, también puede asentar de forma apropiada sobre la clavija de

\hbox{unión
3}

o sobre las clavijas de unión 3.

La figura 7 muestra la formación de una unión entre una pieza de madera 1 y una pieza de herraje 6, por ejemplo de metal, mediante el anclaje, conforme a la invención, de un elemento de unión 3.3 en la pieza 1 y la fijación de la pieza de herraje 6 en el elemento de unión 3.3 anclado. El elemento de unión 3.3 presenta un primer punto de anclaje 31 en dos escalones, y se introduce en un agujero 4.3 cuyo fondo se va estrechando de forma escalonada. El agujero 4.3 y el elemento de unión 3.3 actúan comprimiendo el elemento de unión en el agujero y plastificando simultáneamente el punto de anclaje 31, tal como se ha explicado en relación con la figura 4. Se forma así el correspondiente anclaje "de dos escalones" 10.

El elemento de unión 3.3 de la figura 7 presenta en su lado externo, situado frente al punto de anclaje predeterminado, como medio para fijar otra pieza, una rosca interior 34 en la cual se atornilla la pieza de herraje 6 después del anclaje del elemento de unión 3.3 en la pieza 1.

La figura 8 muestra el resultado de otra forma de realización, a modo de ejemplo, del procedimiento según la invención, concretamente un anclaje de un elemento de unión 3.4 en una pieza 1 que es un elemento de construcción ligera con cavidades 11. El agujero cerrado necesario para el procedimiento según la invención, en el cual se embute el elemento de unión 3.4, es en este caso un taladro completo 4.4, a través de una de las capas externas 1.1 de la pieza. Este taladro completo 4.4 está cerrado por otro elemento, por ejemplo por una capa interna 1.2 o, dado el caso, por la capa externa opuesta 1.3, de tal modo que entre el taladro completo 4.4 y el elemento que lo cierra se abre una zona de cavidad 11.1 que se extiende básicamente en sentido transversal al eje del agujero, o que es producida por la presión del elemento de unión 3.4 sobre el elemento que cierra el agujero, por ejemplo por la correspondiente deformación de la capa interna 1.2.

El elemento de unión 3.4 se embute en el agujero 4.4 y se posiciona por la acción del elemento que cierra el agujero (por ejemplo, capa interna 1.2). A continuación el elemento de unión 3.4 se comprime contra el elemento que cierra el agujero y al mismo tiempo el material de plástico que se encuentra en las proximidades de este elemento se plastifica y se comprime hacia la zona de cavidad 11.1, existente o que se produce entre la capa externa 1.1 y el elemento que cierra el agujero, con lo cual se produce un anclaje macroscópico 10.

El procedimiento según la figura 8 resulta apropiado, como queda reflejado gráficamente, sobre todo para aplicaciones en construcción ligera donde en lugar de material macizo se utiliza material delgado, en forma de planchas, soportado por una construcción portante (indicado por los dos listones 20). Las capas externas 1.1 y 1.3 son aquí, por ejemplo, planchas delgadas de madera maciza o placas de aglomerado revestidas. El elemento que cierra el agujero 4.4 puede ser una capa interna 1.2, por ejemplo de plástico o de metal, extendida desde un listón 20 a otro listón vecino 20 o por toda la superficie de la primera capa, o bien un elemento configurado de otra forma, en el propio sito y de manera especial con este propósito, e integrado en la cavidad 11.

El elemento de unión 3.4 según la figura 8 es apropiado por ejemplo para la fijación de herrajes en elementos de construcción ligera.

Los materiales termoplásticos para su empleo en elementos de unión presentan como ventaja una elevada resistencia mecánica, sobre todo una elevada resistencia a la tracción, y un módulo de elasticidad elevado. Son apropiadas sobre todo las poliamidas, policarbonatos o carbonatos de poliéster. Para aumentar la resistencia el plástico de un elemento de unión puede contener también, por ejemplo, fibras de vidrio o de carbono. Otros termoplásticos apropiados para elementos de unión son: acrilonitrilo-estireno-butadieno, estireno-acrilonitrilo, polimetil metacrilato, cloruro de polivinilo, polietileno, polipropileno y poliestireno.

Una clavija de unión excelente para acoplar dos piezas de madera, tal como se describe en la

\hbox{figura
2,}

tiene por ejemplo la forma descrita en la figura 2 y está formada enteramente por acrilonitrilo-estireno-butadieno. Tiene una sección transversal pequeña, redonda, con 8 mm de diámetro y una sección transversal mayor, redonda, con 10 mm de diámetro. Tiene una longitud de 60 mm y presenta el estrechamiento de la sección transversal en su parte media. El agujero correspondiente tiene una profundidad de 40 mm y presenta el escalón correspondiente al estrechamiento de la sección transversal de la clavija a una altura de 30 mm. La clavija se embute en el agujero y se comprime contra el agujero durante 5 s con una fuerza de 2.000 N y una estimulación por ultrasonido con una amplitud de unos 44 \mum. El extremo de la clavija queda a ras con la superficie de la madera.

Claims (24)

1. Procedimiento para el anclaje de un elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) en una pieza (1) formada de un material poroso, que presenta cavidades (11.1) o en el cual se pueden producir cavidades mediante presión, donde el elemento de unión se aloja en un agujero
(4, 4.1 a 4.4) con un extremo cerrado, interno (41), y donde el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) se posiciona en una primera posición en el agujero y es impulsado por una fuerza de compresión (F), dirigida básicamente en paralelo al eje del agujero, desde la primera posición hasta una segunda posición, más profunda en el agujero, donde el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) y el agujero (4, 4.1 a 4.4) se ajustan entre sí de tal forma que el elemento de unión se puede posicionar sin emplear fuerza en la primera posición y de tal forma que al presionar hasta la segunda posición se genera presión como mínimo en un punto de anclaje predeterminado (31, 33) entre el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) y la pared del agujero (4, 4.1 a 4.4), donde el elemento de unión está formado, al menos en la zona del punto de anclaje predeterminado (31, 33), por un material termoplástico y donde, al presionar el elemento de unión hacia la segunda posición, se suministra energía al elemento de unión de tal modo que el material termoplástico plastifica en la zona de al menos un punto de anclaje predeterminado (31, 33) y es empujado por efecto de la presión hacia los poros o cavidades de la pieza (1) y forma un anclaje macroscópico (10, 20), caracterizado porque el elemento de unión presenta en la cara externa, opuesta al extremo cerrado, interno (41) del agujero (4, 4.1 a 4.4), una superficie frontal, y porque la fuerza de compresión (F) se ejerce actuando directamente sobre la superficie frontal.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie frontal en la cara externa del elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) sobresale del agujero (4, 4.1 a 4.4) en la primera posición, y porque el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) entra a presión de tal modo en el agujero (4, 4.1 a 4.4) que la superficie frontal ya no sobresale del agujero (4, de 4,1 a 4.4) en la segunda posición.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque está previsto un punto de anclaje predeterminado (31) como mínimo en la zona del extremo cerrado del agujero (41), con lo cual el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) y el agujero (4, 4.1 a 4.4) se ajustan entre sí de tal modo que el elemento de unión llega en su primera posición hasta el extremo cerrado del agujero.

4. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque está previsto un punto de anclaje predeterminado (31) como mínimo en la zona del extremo cerrado del agujero (41), con lo cual el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) y el agujero (4, 4.1 a 4.4) se ajustan entre sí de tal modo que el elemento de unión asienta sobre un estrechamiento de la sección transversal (43) del agujero en la zona del extremo cerrado (41).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el elemento de unión es una clavija de unión (3.2) para la unión de la primera pieza (1) con una segunda pieza (2.1, 2.2), porque el agujero (4) está taladrado a través de la segunda pieza (2.1, 2.2), y porque al comprimir la clavija de unión desde la primera posición hasta la segunda posición se forma, al menos en la primera pieza (1), un anclaje macroscópico (10, 20).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el elemento de unión es una clavija de unión (3.2) para la unión de la primera pieza (1) con una segunda pieza (2.2) de material igualmente poroso o con cavidades, porque el agujero (4.2) está taladrado a través de la segunda pieza y porque en la segunda pieza (2.2) se dispone otro punto de anclaje (33), de forma que el agujero (4.2) presenta en la segunda pieza (2.2) un estrechamiento escalonado de la sección transversal (42) y la clavija de unión (3.2) presenta un resalte correspondiente básicamente al estrechamiento de la sección transversal (42), con el cual asienta en su primera posición sobre el estrechamiento escalonado de la sección transversal (42).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el elemento de unión es una clavija de unión (3.1) y porque el agujero (4.1), para la unión de la primera pieza (1) con una segunda pieza (2.1), atraviesa la segunda pieza (2.1) y la clavija de unión (3.1) presenta un engrosamiento similar a la cabeza.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque, para la unión de una segunda pieza (5, 6) con la primera pieza (1), la segunda pieza se fabrica en una sola pieza con el elemento de unión (3), o bien se fija al elemento de unión (3.3) antes o después del anclaje.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) recibe como aporte de energía una estimulación por ultrasonido.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) está formado enteramente de material termoplástico, donde el material termoplástico en el ámbito de al menos un punto de anclaje (31, 32) puede plastificar a temperaturas inferiores a aquellas en que lo hace el resto del elemento de unión, y porque al elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) se le aporta energía en forma de calor.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) presenta en la zona de al menos un punto de anclaje (31, 33) zonas de la superficie a base de un material termoplástico con partículas metálicas alojadas en ellas, y porque el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) se calienta mediante inducción para la aportación de energía.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pieza
(1, 2.2) en la que queda anclado el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) es de madera o de un material similar a la madera.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la pieza (1, 2) en la que queda anclado el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) es de arenisca, de un material cerámico poroso, de ladrillo o de hormigón.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la pieza (1) en la que queda anclado el elemento de unión (3.4) es un elemento de construcción ligera con cavidades (11), y porque el agujero (4.4) es un agujero pasante a través de una capa externa (1.1), cerrada por una capa interna (1.2) o por un elemento dispuesto en la cavidad (11), de tal modo que en la zona del extremo cerrado del agujero (4.4) existen unas aberturas radiales hacia la zona de la cavidad (11.1) o bien se producen como efecto de la fuerza de compresión.

15. Elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) para su utilización en un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, elemento de unión que tiene una cara interna que se puede orientar hacia el extremo cerrado del agujero (4, 4.1 a 4.4) y una cara externa, opuesta a aquélla, caracterizado porque el elemento de unión (3, 3.1 a 3.4) presenta en su cara interna un primer punto de anclaje predeterminado (31) con al menos zonas de la superficie a base de un material termoplástico, y en su cara externa un medio (34) para fijar otra pieza (6).

16. Elemento de unión según la reivindicación 15, caracterizado porque presenta una rosca interior (34) como medio para fijar otra pieza (6).

17. Elemento de unión según una de las reivindicaciones 15 a 16, caracterizado por estar hecho enteramente de material termoplástico.

18. Elemento de unión según la reivindicación 17, caracterizado porque el material termoplástico puede plastificar en la zona de los puntos de anclaje predeterminados (31, 33) a una temperatura inferior a aquélla en la que lo hace el materal termoplástico en las otras zonas del elemento de unión.

19. Elemento de unión según una de las reivindicaciones 15 a 16, caracterizado por estar hecho de duroplástico y por presentar en los puntos de anclaje predeterminados (31, 33) zonas de la superficie a base de un material termoplástico.

20. Elemento de unión según una de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizado por presentar partículas metálicas alojadas en el material termoplástico en las zonas de los puntos de anclaje predeterminados.

21. Elemento de unión según una de las reivindicaciones 15 a 20, caracterizado porque tiene forma de clavija y porque presenta un recorrido en punta en su cara interna, o bien una superficie frontal lisa o cóncava.

22. Elemento de unión según una de las reivindicaciones 15 a 21, caracterizado porque el material termoplástico es una poliamida, un policarbonato o un carbonato de poliéster, o bien acrilonitrilo-estireno-butadieno, estireno-acrilonitrilo, polimetil metacrilato, cloruro de polivinilo, polietileno, polipropileno o poliestireno.

23. Utilización del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14 y de un elemento de unión según una de las reivindicaciones 15 a 22 para la unión de diferentes piezas de marcos de ventana o de persianas de madera maciza.

24. Utilización del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14 y de un elemento de unión según una de las reivindicaciones 15 a 22 para la fijación de herrajes en tableros de aglomerado o en elementos de construcción ligera.