ES2862373T3 - Una combinación de broca y tornillo de una sola pieza y un procedimiento para colgar una tabla de frontis en una vigueta - Google Patents

Abstract

Una combinación de broca (100) y tornillo de una sola pieza (200) para colgar una tabla de frontis (301) en una vigueta (303), comprendiendo la broca (100): una porción de perforación (102) que tiene un primer diámetro (D1) y un punto de corte (103) en un extremo, una porción de agujero escariado (104) en el otro extremo de la porción de perforación (102), teniendo la porción de agujero escariado (104) un segundo diámetro (D2) mayor que el primer diámetro (D1), una porción de tope (106) ubicada adyacente a la porción de agujero escariado (104) en un lado opuesto a la porción de perforación (102), teniendo la porción de tope (106) un tercer diámetro (D3) mayor que el segundo diámetro (D2), y un vástago (108) para acoplarse mediante un broca; comprendiendo el tornillo de una sola pieza (200): una porción sin rosca (204), una porción roscada (202) en un extremo y una cabeza (206) en el otro extremo, el primer diámetro (D1) de la broca (100) es aproximadamente el doble de grande que un cuarto diámetro (D4) de la porción no roscada (204) del tornillo de una sola pieza (200), y menor que un quinto diámetro (D5) de la cabeza (206) del tornillo de una sola pieza (200), siendo el quinto diámetro (D5) de la cabeza (206) menor que el segundo diámetro (D2) de la broca (100), y teniendo la porción de agujero escariado (104) una profundidad de corte ligeramente mayor que la cabeza (206), de modo que la profundidad de una abertura (305) hecha por la porción de agujero escariado (104) de la broca (100) puede ser más profunda que el espesor de la cabeza (206), de modo que la cabeza (220) puede establecerse justo debajo de la superficie de la tabla de frontis (301) permitiendo que el tornillo (200) cuelgue la tabla de frontis (301) de tal manera que permita el movimiento de la tabla de frontis (301) mediante flexión o balanceo de la cabeza de tornillo (206) en la abertura sobredimensionada (305); en la que la porción de eje sin rosca (204) del tornillo (200) tiene un diámetro mayor que la porción roscada (202), que se estrecha hasta el diámetro de la porción roscada; pudiendo la porción de eje sin rosca (204) extenderse dentro de la vigueta (303); y en la que la porción de eje sin rosca (204) del tornillo (200) tiene una porción biselada (209), en la que se une a la cabeza (206).

Description

DESCRIPCIÓN

Una combinación de broca y tomillo de una sola pieza y un procedimiento para colgar una tabla de frontis en una vigueta

[0001] La presente invención se refiere a una combinación de broca y tornillo de una sola pieza para colgar una tabla de frontis en una vigueta, así como a un procedimiento para colgar una tabla de frontis en una vigueta.

[0002] La presente invención se refiere a brocas y tornillos de agujero escariado especialmente útiles para instalar tablas de frontis hechas de materiales compuestos y, más particularmente, a brocas y tornillos de agujero escariado que permiten la expansión y contracción de tablas de frontis compuestas debido a la humedad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0003] El uso de materiales compuestos para materiales de cubierta está aumentando. Las tablas compuestas se aplican normalmente sobre una subtrama de viguetas de madera natural, y las tablas de frontis de material compuesto se utilizan a menudo como una cubierta decorativa aplicada al plano exterior vertical de la estructura de vigueta de la subtrama, alrededor del perímetro de la cubierta. Las tablas de frontis no solo han dado resultados duraderos y estéticamente atractivos, sino también han creado nuevas consideraciones de instalación.

[0004] Los materiales de cubierta compuestos y los materiales de frontis experimentan un cambio en el tamaño general cuando se calientan, lo que se conoce como expansión térmica. Los miembros del marco de madera natural pierden contenido de humedad cuando se calientan y, como consecuencia, se encogen. Esta expansión de la tabla, combinada con la contracción de la subtrama, resulta en fuerzas directamente opuestas que causan problemas que se manifiestan con demasiada frecuencia como distorsión física de las tablas de frontis compuestas y/o tornillos rotos. Estos problemas se asocian más comúnmente, en toda la industria, con la instalación de materiales de tablas de frontis compuestos generalmente más delgados.

[0005] La expansión/contracción combinada afecta la combinación frontis/vigueta tanto lateralmente a lo largo de su longitud combinada, como verticalmente en su altura combinada. Se ha medido que el movimiento a través de la expansión/contracción de los materiales es de hasta 9,525 mm (3/8") de pérdida en altura combinada. Si los tornillos se compran en un calibre pesado para reducir la rotura, el material de frontis a menudo se distorsiona en una protuberancia hacia afuera, comúnmente denominada «pandeo» o distorsión térmica. Esta distorsión tiene lugar entre las ubicaciones fijas del tornillo, causando una apariencia indeseable. Si se usan tornillos de calibre más ligero, las presiones de cizallamiento combinadas de expansión y contracción entre los materiales pueden romper el tornillo, perdiendo la integridad de la instalación. El cliente final, en estos casos, a menudo percibe que el problema es con los tornillos o con el material de frontis y presenta una reclamación de garantía del fabricante, cuando en realidad, el mayor factor contribuyente son los componentes de madera natural que se utilizan y un fracaso para permitir este movimiento natural durante la instalación. Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar un procedimiento o sistema de instalación que permita este movimiento de expansión/contracción.

[0006] En el documento DE 87 12555 U1, una tabla de frontis que incluye un orificio se monta en una placa de madera mediante un tornillo de una sola pieza que se extiende a través del orificio. El tornillo comprende una porción roscada, una porción de cabeza y cuello entre la cabeza y la porción roscada. La porción de cuello tiene un diámetro menor que el orificio en la tabla de frontis de modo que la tabla de frontis, cuando se monta en la placa de madera, puede moverse libremente con respecto a la placa de madera. Dado que el tornillo es autoperforador, no es necesaria una broca separada.

[0007] La solicitud de patente alemana N.° DE 102009 010 123 A1 describe una herramienta de soporte para recibir una broca para su uso en el procesamiento de extracción de virutas de orificios. La patente estadounidense N.° 6.645.082 B1, por otro lado, describe una técnica para repavimentar un carril de bolos.

[0008] Por consiguiente, un objetivo de la presente invención es proporcionar brocas y tornillos nuevos y mejorados.

[0009] Otro objetivo de la invención es proporcionar brocas y tornillos nuevos y mejorados que permitan el movimiento de materiales de frontis mientras se reduce la presión de cizallamiento colocada sobre los tornillos, cuando las tablas de frontis se sujetan a viguetas de madera.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

[0010] La presente invención proporciona una combinación de broca y un tornillo único como se menciona en la reivindicación 1. La invención también proporciona un procedimiento para colgar una tabla de frontis en una vigueta, como se menciona en la reivindicación 2.

[0011] Una broca tiene una porción de perforación que tiene un primer diámetro, un punto de corte en un extremo y una parte de agujero escariado en el otro extremo. La porción de agujero escariado tiene un segundo diámetro más grande que el primer diámetro. Una porción de tope ubicada adyacente a la porción de agujero escariado en un lado opuesto a la porción de perforación tiene un tercer diámetro mayor que el segundo diámetro.

[0012] Un tornillo para usar con la broca tiene una porción sin rosca, una porción roscada en un extremo y una cabeza en el otro extremo. El primer diámetro de la broca es de aproximadamente 1,5 a 2,5 veces más grande que el diámetro de la porción no roscada del tornillo y menor que el diámetro de la cabeza del tornillo. El diámetro de la cabeza es sustancialmente el segundo diámetro de la broca, y la cabeza tiene una profundidad sustancialmente igual a la profundidad de una abertura hecha por la porción de agujero escariado de la broca.

BREVE DESRCIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0013] Las características mencionadas anteriormente y otras características de esta invención y la forma de obtenerlas serán más evidentes, y la propia invención se comprenderá mejor con referencia a la siguiente descripción de una realización de la invención tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que:

la Fig. 1A es una vista lateral de una broca de agujero escariado según una realización de la presente invención; la Fig. 1B es una vista superior de la broca de agujero escariado de la Fig. 1A;

la Fig. 1C es una vista de extremo de la broca de agujero escariado de la Fig. 1A;

la Fig. 1D es una vista de extremo del otro extremo de la broca de agujero escariado de la Fig. 1A;

la Fig. 2A es una vista lateral de un tornillo de la combinación según una realización de la presente invención; la Fig. 2B es una vista de extremo del tornillo de la Fig. 2A;

la Fig. 2C es una vista en sección transversal del tornillo de la Fig. 2A, tomada a lo largo de las líneas 2C-2C; y la Fig. 3 es un diagrama que ilustra la broca de las Figs. 1A-1E y el tornillo de las Figs. 2A-2C en uso.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

[0014] En las realizaciones descritas en la memoria descriptiva, una broca 100 se usa para perforar un agujero 300 a través de una tabla de frontis 301, como se ve en la Fig. 3. El agujero 300 incluye un orificio central 304 y un rebaje sobredimensionado 305. A continuación, se inserta un sujetador 200 a través de la abertura 300 y se asegura en una vigueta 303. La broca 100 y el sujetador 200 se describirán ahora con más detalle.

[0015] Como se ve en las Figs. 1A-1D, una broca 100 tiene una sección de perforación de agujeros inicial 102 que tiene un diámetro D1, una punta 103, una sección de hundimiento de cabeza de agujero escariado 104 que tiene un diámetro D2, un tope de profundidad 106 que tiene una superficie de tope 107 y un diámetro D3, y un eje hexagonal 108. La sección de perforación de agujeros 102 es al menos lo suficientemente larga como para agujerearse completamente a través del material de la tabla de frontis 301 (Fig. 3).

[0016] La sección de perforación de agujeros 102 crea el orificio central 304, y la sección de hundimiento de cabeza de agujero escariado 104 crea el rebaje sobredimensionado 305. La superficie de tope 107 establece la profundidad del rebaje 305.

[0017] El agujero resultante 300 hecho por la broca es preferentemente 1,5 a 2,5 veces el diámetro del tornillo que se utilizará, y puede ser recto o cónico. El agujero sobredimensionado resultante creado por la broca 100 permite el movimiento del material de frontis 301 alrededor del tornillo 200.

[0018] La sección de hundimiento de cabeza de agujero escariado 104 de la broca 100 está diseñada para perforar un rebaje de profundidad predeterminado, ligeramente más grande que la cabeza del sujetador 200, y a una profundidad que permite que la cabeza del sujetador se establezca justo debajo de la superficie de la tabla de frontis 301. Esto permite que el sujetador 200 cuelgue la tabla de frontis 301 sin incrustar el tornillo en la tabla de frontis. Se permite un movimiento adicional de la tabla de frontis mediante flexión o «balanceo» de la cabeza de tornillo en el rebaje sobredimensionado 305. La superficie de tope 107 de la broca asegura una profundidad de rebaje de la cabeza de agujero escariado apropiada cada vez que se utiliza la broca. El eje hexagonal 108 permite que la broca se instale en un manguito portabrocas o extensión de guía de accionamiento común.

[0019] En una realización, la longitud total de la broca 100 era de 53,340 mm (2,1 pulgadas). La longitud del eje hexagonal 108 era de 19,050 mm (0,750 pulgadas), y la longitud del tope de profundidad 106 fue de 15,875 mm (0,625 pulgadas). La longitud de la sección de perforación de agujeros inicial 102 fue de 37,465 mm (1,475 pulgadas), medida desde la superficie de tope 107 hasta la punta 103. El diámetro D1 era de 6,350 mm (0,250 pulgadas), el diámetro D2 era de 10,414 mm (0,410 pulgadas), y el diámetro D3 era de 12,700 mm (0,500 pulgadas). La sección de hundimiento de la cabeza de agujero escariado 104 tenía una profundidad de corte de 2,540 mm (0,100 pulgadas), 0,100 pulgadas. La transición de la sección de hundimiento de la cabeza de agujero escariado 104 a la sección de perforación de agujeros inicial 102 tenía una curvatura con un radio de aproximadamente 1,270 mm (0,050 pulgadas).

[0020] Con referencia ahora a las Figs. 2A-2C, el tomillo 200 incluye un eje roscado 202, una porción de eje no roscado 204 que tiene un diámetro D4 y una cabeza 206 que tiene un diámetro D5. El eje roscado 202 tiene una punta 208 y una porción de corte 210. La porción de eje sin rosca 204 tiene una sección biselada 209 donde se une a la cabeza 206. El sujetador 200 también tiene un rebaje de accionamiento 207.

[0021] El tornillo 200 está hecho preferentemente de acero al carbono o material de acero inoxidable. Es probable que se prefiera el uso de material de acero inoxidable, ya que la naturaleza flexible de los materiales de acero inoxidable no endurecidos podría permitir un movimiento excesivo a través de la flexión del tornillo y la falla del tornillo.

[0022] El rebaje de accionamiento 207 puede seleccionarse de uno de varios tipos de accionamiento disponibles, proporcionando el acoplamiento con una broca de accionamiento correspondiente y proporcionando la fuerza de accionamiento giratoria necesaria para instalar el tornillo. La cabeza 206 del tornillo 200 es lo suficientemente grande como para exceder el diámetro del orificio central 304 creado por la broca de agujero escariado de frontis 100, y es lo suficientemente gruesa como para asegurar suficiente presión para mantener la tabla de frontis 301 en su lugar. El espesor de la cabeza es ligeramente menor que el rebaje 305 alrededor del orificio central 304 creado por la broca de frontis 100. La broca 100 y el tornillo 200 coinciden en las características del tamaño de la cabeza, de modo que la cabeza del tornillo 206 llena sustancialmente el ancho y el espesor del agujero de rebaje 305 proporcionado por la broca.

[0023] La porción de eje sin rosca 204 del tornillo 200 tiene un diámetro mayor que la porción roscada 202, que se estrecha hasta el diámetro de la porción roscada para permitir el desplazamiento de materiales en el procedimiento de formación de rebaje de la cabeza cuando se produce el tornillo.

[0024] La longitud de la porción roscada 202 puede ser al menos la mitad de la longitud total del tornillo 200. La porción roscada 202 está diseñada preferentemente con una rosca de paso bajo que reduce el par, para disminuir los casos de rotura del tornillo debido a la carga de torsión comúnmente colocada sobre el tornillo cuando se acciona.

[0025] La porción de corte de ranura de vástago 210 se aplica a la punta 208 del tornillo 200 para facilitar el arranque y la entrada del tornillo en la subtrama de madera natural 303 en las viguetas de borde. La punta de arranque y la porción formada por la rosca del tornillo también pueden alterarse para realizar la misma función cuando se instalan en una subtrama de acero o aleación metálica en las viguetas de borde.

[0026] En una realización, el tornillo 200 tenía una longitud total de aproximadamente 44,45 mm (1,75 pulgadas). La porción roscada 202 era una rosca de madera N.° 8-18 que tenía aproximadamente 31,75 mm (1,25 pulgadas) de longitud. La porción de eje sin rosca 204 era de aproximadamente 12,7 mm (0,5 pulgadas) desde un extremo externo 205 de la cabeza 206 hasta el comienzo de la porción roscada 202. El diámetro D4 era de aproximadamente 36,83 (1,45 pulgadas). La cabeza 206 tenía un espesor de aproximadamente 1,905 mm (0,075 pulgadas), y la distancia total desde el extremo exterior 205 de la cabeza 206 a una porción estrecha 211 de la porción sin rosca 204 era de aproximadamente 3,810 mm (0,150 pulgadas). La sección biselada 209 estaba en un ángulo de 40° desde el eje central del tornillo. El diámetro D5 era de aproximadamente 10,16 mm (0,400 pulgadas).

Claims (2)

REIVINDICACIONES

1. Una combinación de broca (100) y tomillo de una sola pieza (200) para colgar una tabla de frontis (301) en una vigueta (303),

comprendiendo la broca (100):

una porción de perforación (102) que tiene un primer diámetro (D1) y un punto de corte (103) en un extremo, una porción de agujero escariado (104) en el otro extremo de la porción de perforación (102), teniendo la porción de agujero escariado (104) un segundo diámetro (D2) mayor que el primer diámetro (D1),

una porción de tope (106) ubicada adyacente a la porción de agujero escariado (104) en un lado opuesto a la porción de perforación (102),

teniendo la porción de tope (106) un tercer diámetro (D3) mayor que el segundo diámetro (D2), y un vástago (108) para acoplarse mediante un broca;

comprendiendo el tornillo de una sola pieza (200):

una porción sin rosca (204), una porción roscada (202) en un extremo y una cabeza (206) en el otro extremo, el primer diámetro (D1) de la broca (100) es aproximadamente el doble de grande que un cuarto diámetro (D4) de la porción no roscada (204) del tornillo de una sola pieza (200), y menor que un quinto diámetro (D5) de la cabeza (206) del tornillo de una sola pieza (200),

siendo el quinto diámetro (D5) de la cabeza (206) menor que el segundo diámetro (D2) de la broca (100), y teniendo la porción de agujero escariado (104) una profundidad de corte ligeramente mayor que la cabeza (206), de modo que la profundidad de una abertura (305) hecha por la porción de agujero escariado (104) de la broca (100) puede ser más profunda que el espesor de la cabeza (206), de modo que la cabeza (220) puede establecerse justo debajo de la superficie de la tabla de frontis (301) permitiendo que el tornillo (200) cuelgue la tabla de frontis (301) de tal manera que permita el movimiento de la tabla de frontis (301) mediante flexión o balanceo de la cabeza de tornillo (206) en la abertura sobredimensionada (305); en la que

la porción de eje sin rosca (204) del tornillo (200) tiene un diámetro mayor que la porción roscada (202), que se estrecha hasta el diámetro de la porción roscada;

pudiendo la porción de eje sin rosca (204) extenderse dentro de la vigueta (303); y en la que la porción de eje sin rosca (204) del tornillo (200) tiene una porción biselada (209), en la que se une a la cabeza (206).

2. Un procedimiento para colgar una tabla de frontis (301) en una vigueta (303) que comprende:

perforar una abertura (300) en la tabla de frontis (301), teniendo la abertura (300) un orificio central (304) y una porción rebajada sobredimensionada (305), insertar un tornillo de una sola pieza (200) a través de la abertura (300); y

asegurar el tornillo de una sola pieza (200) en la vigueta (303),

teniendo el tornillo de una sola pieza (200) una cabeza (206) de aproximadamente el tamaño y la profundidad de la porción rebajada sobredimensionada (305) y una porción de eje sin rosca (204), teniendo el orificio central (304) un diámetro (D1) que es 1,5 a 2,5 veces un diámetro (D4) de la porción de eje sin rosca (204) del tornillo de una sola pieza (200), en el que

un diámetro (D5) de la cabeza (206) es menor que el diámetro (D2) de la porción rebajada sobredimensionada (305), y

la profundidad de la porción rebajada sobredimensionada (305) hecha es más profunda que el espesor de la cabeza (206), de modo que la cabeza (220) se establece justo debajo de la superficie de la tabla de frontis (301) permitiendo que el tornillo (200) cuelgue la tabla de frontis (301), de tal manera que permita el movimiento de la tabla de frontis (301) mediante flexión o balanceo de la cabeza de tornillo (206) en la abertura sobredimensionada (305); en el que

la porción de eje sin rosca (204) del tornillo (200) tiene un diámetro mayor que la porción roscada (202), que se estrecha hasta el diámetro de la porción roscada;

extendiéndose la porción de eje sin rosca (204) en la vigueta (303); y

en el que la porción de eje sin rosca (204) del tornillo (200) tiene una porción biselada (209), en la que se une a la cabeza (206).