ES3060129T3 - Variable thread knurl fastener - Google Patents

Variable thread knurl fastener

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ES3060129T3
ES3060129T3 ES14716742T ES14716742T ES3060129T3 ES 3060129 T3 ES3060129 T3 ES 3060129T3 ES 14716742 T ES14716742 T ES 14716742T ES 14716742 T ES14716742 T ES 14716742T ES 3060129 T3 ES3060129 T3 ES 3060129T3
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ES
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ES14716742T
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Jeremy Scott Park
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Simpson Strong Tie Co Inc
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Simpson Strong Tie Co Inc
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Abstract

Un elemento de fijación 100 incluye un vástago 102 con una punta 104 en un extremo y una cabeza en el otro. Una primera porción 220 de la rosca 112 tiene un ángulo de rosca inicial, y una segunda porción 225 tiene un ángulo de rosca final. El vástago presenta uno o más moleteados 114 y 118 en las zonas roscadas y no roscadas, respectivamente. La rosca puede ser dentada o irregular en una o más secciones del elemento de fijación, incluyendo la zona del ángulo de rosca inicial. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Elemento de sujeción moleteado de rosca variable
[0003] Antecedentes
[0004] Los diseños de elementos de sujeción se han utilizado para mejorar las características específicas de los elementos de sujeción en diferentes materiales. En última instancia, el elemento de sujeción necesita unir un material a otro de forma segura y eficiente. Las sujeciones de tipo tornillo generalmente incluyen un vástago roscado con una punta puntiaguda en un extremo del mismo y una cabeza en el otro extremo. La cabeza tiene un rebaje para aceptar una punta de accionamiento. Algunas cabezas están diseñadas para empotrarse en un material sujeto, mientras que otras están diseñadas para incrustarse en el material de modo que la cabeza quede al ras con una superficie del material unido.
[0005] El documento DE202005006493U1 divulga un tornillo que tiene una cabeza (2), un árbol esencialmente cilíndrico (4, 6, 8), una punta y una rosca (14) que se extiende sobre el árbol hacia el área de punta (10) con bordes (18, 20) en los lados de punta y de cabeza, por lo que el ángulo de borde de punta es mayor que el ángulo de borde de cabeza. El ángulo de borde de punta es aproximadamente el mismo en las áreas de eje y de punta, pero el ángulo de borde de cabeza es mayor en el área de punta que en el área del eje.
[0006] Sumario
[0007] En el presente documento se describe una tecnología que proporciona un elemento de sujeción único. El elemento de sujeción incluye un vástago que tiene una punta en un primer extremo y una cabeza en un segundo extremo. Una rosca helicoidal contigua formada desde la punta hacia el segundo extremo con un primer ángulo de rosca que se extiende desde y comenzando en la punta y que se extiende hacia el segundo extremo, y un segundo ángulo de rosca. El primer ángulo de rosca es mayor que el segundo ángulo de rosca y al menos una porción de la rosca helicoidal contigua incluye un borde dentado. Al menos un moleteado se coloca en el árbol dentro de un área del primer ángulo de rosca. Se pueden proporcionar múltiples moleteados. Por ejemplo, se puede proporcionar un segundo moleteado a una distancia separada en el vástago del primer moleteado.
[0008] Este sumario se proporciona para presentar una selección de conceptos de una forma simplificada que se describen adicionalmente a continuación en la descripción detallada. Este sumario no pretende identificar características clave o características esenciales de la materia objeto reivindicada, ni pretende usarse como una ayuda para determinar el alcance de la materia objeto reivindicada.
[0009] Breve descripción de los dibujos
[0010] La figura 1 es una vista en perspectiva de una primera realización de un elemento de sujeción de acuerdo con la presente tecnología.
[0011] La figura 2 representa una vista en planta de una primera realización de un elemento de sujeción de acuerdo con la presente tecnología.
[0012] La figura 3 representa una vista de extremo.
[0013] La figura 4 es una vista en corte parcial a lo largo de la línea C-C de la Figura 3.
[0014] La figura 5 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B - B en la figura 2.
[0015] La figura 6 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A - A de la figura 2.
[0016] La figura 7 es una vista en perspectiva de otra realización del elemento de sujeción de acuerdo con la presente tecnología.
[0017] La figura 8 representa una vista en planta de una segunda realización de un elemento de sujeción de acuerdo con la presente tecnología.
[0018] La figura 9 es una vista de extremo del elemento de sujeción de la figura 7.
[0019] La figura 10 representa una vista en corte parcial a lo largo de la línea E - E en la figura 9.
[0020] La figura 11 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea D - D en la figura 8.
[0021] La figura 12 representa otra realización del elemento de sujeción de acuerdo con la presente tecnología.
[0022] La figura 13 representa otra realización más de un elemento de sujeción de acuerdo con la presente tecnología.
[0023] Descripción detallada
[0024] La tecnología descrita en el presente documento es un elemento de sujeción que tiene características que permiten asegurar elementos en madera, material compuesto u otro material y que proporcionan un rendimiento mejorado. La tecnología incluye un elemento de sujeción roscado que tiene un ángulo de rosca variado. Una primera porción de la rosca está formada con un primer ángulo de rosca y una segunda porción de la rosca está formada con un segundo ángulo de rosca. En una realización, el primer ángulo de rosca es mayor que el segundo y se forma en la rosca en el extremo delantero o de punta del elemento de sujeción. Además, se proporcionan uno o más moleteados en el árbol en las regiones roscadas o no roscadas del elemento de sujeción. La rosca puede ser dentada o dentada sobre una o más porciones del elemento de sujeción, incluida el área del primer ángulo de rosca. En el presente documento se describen diversas realizaciones de elementos de sujeción moleteados de rosca variable. Una realización del elemento de sujeción incluye un vástago que tiene una primera región con una sección transversal generalmente cilíndrica con una rosca helicoidal, seguida de una sección de vástago sin rosca. La primera sección tiene una primera porción con un primer ángulo de rosca y una segunda porción con un segundo ángulo de rosca. En una realización, esto se combina con una punta de tornillo "tipo 17".
[0025] Se pueden proporcionar una o más secciones moleteadas y uno o más cambios de ángulo de rosca en el elemento de sujeción. En una realización, el paso de la rosca es constante. En una realización, la rosca se extiende sobre todo el vástago y, en otra realización, la rosca cubre solo una longitud parcial del vástago. Las secciones transversales pueden formarse con una longitud aproximadamente igual al paso de la rosca helicoidal.
[0026] Se describirá una primera realización de la tecnología de fijación con respecto a las Figuras 1 - 6.
[0027] El elemento de sujeción 100 de las figuras 1 - 5 incluye un vástago 102 que tiene una punta puntiaguda 104 en un extremo del mismo y una cabeza 140 en otro extremo. El vástago puede estar formado de acero galvanizado, aunque pueden usarse otros materiales. La primera sección 116 se extiende desde la punta puntiaguda 104 hasta la segunda sección 120. El cuerpo del vástago tiene un diámetro menor D2 (figura 3) en la primera sección 116. La segunda sección 120 tiene un diámetro D1, que puede ser mayor o igual que D2.
[0028] El vástago en la región 120 tiene una sección transversal cilíndrica y en esta realización comprende una región no roscada.
[0029] Se proporcionan dos moleteados 114 y 118 en la segunda región 120 y la primera región 116 respectivas. El moleteado 118 tiene un diámetro de moleteado KD2 que es 1,1 - 1,3 veces el diámetro menor D2. El moleteado 114 tiene un diámetro KD1 que puede ser igual a, o diferente de, el diámetro KD2. En una realización, KD1 tiene un diámetro que es 1,1 - 1,3 veces el diámetro del vástago D1 y que es igual o mayor que KD2 en una relación de 0,8 -1,2.
[0030] Una primera sección 116 del vástago incluye una rosca helicoidal 112 formada en el vástago 102 que se extiende hasta la punta 104. El vástago en la sección 116 tiene un diámetro de vástago D2 generalmente cilíndrico y la rosca tiene un diámetro D3 que es aproximadamente 1,5 - 1,75 veces D2. La rosca 112 tiene una altura de rosca efectiva por encima del vástago en la sección 116 equivalente a ((D3-D2)/2) y un paso P.
[0031] En la realización 100, se proporcionan dos moleteados (114, 118), pero en otras realizaciones solo se usa un moleteado. Cuando se usa un moleteado, el moleteado puede estar en la sección roscada (116) o en la sección no roscada (120). Los moleteados pueden ser del mismo tamaño o diferentes, como se ha descrito anteriormente. Cada moleteado tiene una longitud de moleteado KL. El moleteado 114 tiene una longitud de moleteado KL1 y el moleteado 118 tiene una longitud de moleteado KL2. KL1 y KL2 pueden ser iguales o diferentes. En la realización de las Figuras 1 - 5, la longitud de KL1 a KL2 puede variar en una relación de KL1:KL2 de aproximadamente 1,5 - 0,9. En una realización, la rosca 112 se divide en una primera longitud (o región) TL1 y una segunda longitud (o región) TL2, extendiéndose TL1 desde la punta 104 hacia la segunda sección 120. La rosca de longitud TL1 incluye un borde dentado definido por una pluralidad de dientes 150 ilustrados en la figura 4. Los dientes pueden estar formados por huecos de 90 grados espaciados a intervalos de 60 grados en la rosca 112. Se pueden usar otras formaciones dentadas. La longitud TL1 se extiende justo más allá del moleteado 118 en la sección 116 del árbol 102.
[0032] En un aspecto único adicional de la tecnología, la rosca tiene un ángulo de rosca variable a lo largo de la longitud de la sección 116. Una primera porción de la rosca en la longitud TL1 tiene un ángulo de rosca α mientras que una segunda porción de la rosca tiene un ángulo de rosca β, donde α es mayor que β. En una realización, α es 55 - 65 grados y β es 35 - 45 grados. El ángulo de rosca β puede mantenerse a través de la longitud TL2. En una realización, TL2 es mayor que TL1 en aproximadamente 2,15 - 2,5 veces.
[0033] En diversas realizaciones, la longitud total L1 del elemento de sujeción puede variar entre 101,6 - 304,8 mm (4 - 12 pulgadas). En tales realizaciones, para cualquier cambio en la longitud L1, la longitud de la sección 116 permanece constante, con un cambio en la longitud de la sección 120 extendiendo la longitud del elemento de sujeción. En tales realizaciones, una longitud de la sección 116 puede ser de aproximadamente 3 pulgadas y la posición del moleteado 118 permanece adyacente a la sección 116 independientemente de la longitud de la sección 120. Como alternativa, se pueden proporcionar moleteados adicionales en la sección 116 o la sección 120.
[0034] Cuando se construye de acuerdo con la descripción anterior, el par requerido para instalar un elemento de sujeción se reduce en gran medida. La Tabla 1 es una comparación de tres construcciones de elementos de sujeción diferentes: una rosca estándar (columna C) sin estrías ni moleteados, una rosca dentada (columna A) y un elemento de sujeción de rosca/moleteado/rosca variable construido como en la presente descripción de las Figuras 1 - 6. (columna B) Como se ilustra en el mismo, el par promedio requerido para longitudes de penetración comparables en una superficie de madera fue sustancialmente menor cuando se proporcionaron tanto el borde dentado como los moleteados 114 y 118.
[0036]
[0038] La cabeza 140 puede ser cualquier de la cabeza estándar, pero en la realización de las figuras 1 - 6, una cabeza de tuerca hexagonal sujeta a un disco 145. La parte inferior del disco 145 puede incluir puntas que ayudan al disco a acoplarse a una superficie del producto que se está sujetando. En una realización, se forman doce (12) dientes o puntas de bloqueo en la superficie inferior del disco.
[0039] Las figuras 7 - 11 ilustran una realización alternativa de la tecnología. El elemento de sujeción es similar al de las figuras 1 - 6, excepto que la rosca recorre toda la longitud del árbol, la porción de la región de rosca más ancha que se extiende desde la punta es más larga, la sección dentada es más larga y el elemento de sujeción incluye una punta de "tipo 17". Debería reconocerse que se puede utilizar una punta de tipo 17 con la realización de las Figuras 1 - 6.
[0040] En la realización de las figuras 7 - 11, un elemento de sujeción 200 tiene una longitud total L2, incluye un vástago 202 que tiene una primera porción 220 y una segunda porción 225. La primera porción incluye una punta 204, una porción dentada de la rosca 212, una porción de rosca que tiene un ángulo de rosca Θ que es mayor que un ángulo de rosca Σ. La región 220 tiene una longitud total TL3 menor que la longitud TL4 de la región 225 en aproximadamente 3,5 - 3,8 veces. En una realización, Θ es 55 - 65 grados y Σ es 30 - 45 grados.
[0041] El vástago 202 tiene un diámetro de vástago D4 generalmente cilíndrico y la rosca tiene un diámetro D5 que es aproximadamente 1,4 - 1,5 veces D4. La rosca 212 tiene una altura de rosca efectiva por encima del vástago equivalente a ((D5-D4)/2) y un paso P4.
[0042] Se proporciona un moleteado 224 en la primera región 220. El moleteado 224 tiene un diámetro de moleteado KD4 que es 1,002 - 1,25 veces el diámetro menor D4. El moleteado 224 tiene una longitud KL4 que en la realización de las figuras 6 - 9 es equivalente a dos veces P4. La longitud del moleteado puede ser más corta o más larga.
[0043] La rosca helicoidal 212 formada en el vástago 202 se extiende desde la punta 204 hasta la cabeza 240. En la realización, se proporciona un moleteado, pero en otras realizaciones se usan múltiples moleteados. Cuando se usa un moleteado, el moleteado puede estar en la sección roscada 220 con un ángulo de rosca Θ, y puede colocarse justo después de que la punta alcance el diámetro D4 en la sección roscada (220). Si se usan múltiples moleteados, los moleteados pueden ser del mismo tamaño o diferentes, como se ha ilustrado anteriormente.
[0044] En una realización, la rosca 212 se divide en una primera sección 220 de longitud TL3 y una segunda sección 225 de longitud TL4, extendiéndose TL3 desde la punta 204 hacia la segunda sección 225. La rosca en la longitud TL3 incluye un borde dentado definido por una pluralidad de dientes 250. Los dientes pueden estar formados por huecos de 90 grados en la rosca 112 colocados a intervalos de 60 grados.
[0045] El tornillo está diseñado para ser un tornillo autoperforante en el material que se va a sujetar. Sin embargo, se puede utilizar un orificio piloto.
[0046] Se proporciona una cabeza 240 en el otro extremo del vástago 202. La cabeza comprende una cabeza de accionamiento hexalobular, pero como alternativa puede tomar la forma cabeza 240 y/o tener, un rebaje Phillips, un rebaje cuadrado o de otra forma formado en la parte superior del de la cabeza 240 para recibir un accionador.
[0047] La figura 12 ilustra una tercera realización de un elemento de sujeción 300 en el que se usan un primer y un segundo ángulos de rosca junto con uno o más moleteados y una rosca de borde dentado. En esta realización, el ángulo de rosca Φ se extiende por una primera porción 320 de la rosca, entonces la rosca en la porción 325 tiene un ángulo de rosca Ω, y una tercera porción 330 de la rosca tiene un ángulo de rosca K. En una realización, K y Φ son iguales. En otra realización, son diferentes. En una realización, el ángulo Φ es menor que Ω y aproximadamente igual a K. En una realización, Ω es 55 - 65 grados y K y Φ están entre 30 - 45 grados.
[0048] La rosca puede extenderse por toda la longitud del vástago 302, o una porción del mismo. Si bien solo se ilustra un moleteado, se pueden usar múltiples moleteados.
[0049] La figura 13 ilustra una cuarta realización de elemento de sujeción de la presente tecnología. Esta realización es similar a la realización de la figura 10, excepto que el elemento de sujeción 400 incluye una sección sin rosca 450, y se muestran tres porciones de rosca que tienen ángulos K, Ω y Φ.
[0050] Aunque la materia objeto se ha descrito en lenguaje específico de características estructurales y/o actos metodológicos, debe entenderse que la materia objeto definida en las reivindicaciones adjuntas no se limita necesariamente a las características o actos específicos descritos anteriormente. En su lugar, las características y actos específicos descritos anteriormente se divulgan como formas de ejemplo de implementación de las reivindicaciones.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES
1. Un elemento de sujeción (100; 200; 300; 400), que comprende:
un vástago (102; 202; 302; 402) que tiene una punta (104; 204) en un primer extremo y una cabeza (140; 240) en un segundo extremo que define una longitud (L1; L2), incluyendo el vástago (102; 202; 302; 402) una primera sección (116) que tiene un diámetro (D2), incluyendo la primera sección (116) del vástago (102; 202; 302; 402) una rosca (112; 212), incluyendo la rosca (112; 212) en la primera sección (116) una primera región (TL1) que tiene dicho diámetro (D2) que tiene un primer ángulo de rosca (α) y una segunda región (TL2) que tiene dicho diámetro (D2) con un segundo ángulo de rosca diferente (β), teniendo al menos una porción de la rosca (112; 212) un borde dentado; y
un primer moleteado (114; 118; 224) en el vástago (102; 202; 302; 402), comprendiendo el primera moleteado (114; 118; 224) una región que incluye una pluralidad de crestas rectas separadas, extendiéndose cada una de las crestas a lo largo de una longitud de moleteado (KL; KL1; KL2) que es una porción de la longitud del vástago (102; 202; 302; 402) y siendo paralela a la longitud del vástago (102; 202; 302; 402).
2. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 1, en donde el elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) incluye una segunda sección (120), siendo la segunda sección (120) una región sin rosca.
3. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 2, en donde el primer moleteado (114; 118; 224) está en la segunda sección (120).
4. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 2, en donde la primera sección (116) y la segunda sección (120) se extienden a lo largo del vástago (102; 202; 302; 402).
5. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 1, en donde el primer moleteado (114; 118; 224) está en la primera sección (116).
6. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 1, en donde la primera sección (116) comienza en y se extiende desde la punta (104; 204) hacia la cabeza (140; 240), y en donde el primer ángulo de rosca (α) es mayor que el segundo ángulo de rosca (β), y en donde cada ángulo de rosca (α, β) no es normal con respecto a una superficie del vástago (102; 202; 302; 402).
7. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 1, en donde se proporciona un segundo moleteado (114; 118; 224), el primera moleteado (114; 118; 224) proporcionado en la primera sección (116) y el segundo moleteado (114; 118; 224) se proporciona en una segunda sección (120) adyacente a la primera sección (116).
8. Un elemento de sujeción (100; 200; 300; 400), que comprende:
un vástago (102; 202; 302; 402) que tiene una punta (104; 204) en un primer extremo y una cabeza (140; 240) en un segundo extremo, incluyendo el vástago (102; 202; 302; 402)
una primera sección (116) que tiene un diámetro (D2) formado en el primer extremo y que tiene una rosca helicoidal contigua (112; 212), teniendo la rosca helicoidal contigua (112; 212) un primer ángulo de rosca (α) en una primera porción (TL1) de la primera sección (116) que tiene el diámetro (D2) y un segundo ángulo de rosca (β) en una segunda porción (TL2) de la primera sección (116) que tiene el diámetro (D2), el primer ángulo de rosca (α) mayor que el segundo ángulo de rosca (β), incluyendo al menos una porción de la rosca helicoidal contigua (112; 212) un borde dentado;
incluyendo la primera sección (116) un primer moleteado (114; 118; 224), comprendiendo el primera moleteado (114; 118; 224) una región cilíndrica que comprende una primera pluralidad de crestas rectas separadas, extendiéndose cada una de las crestas a lo largo de una primera longitud de moleteado (KL; KL1; KL2) que es una porción de la longitud del vástago (102; 202; 302; 402) y paralela a la longitud del vástago (102; 202; 302; 402); y
una segunda sección (120) entre la primera sección (116) y la cabeza (140; 240).
9. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 8, que incluye además un segundo moleteado (114; 118; 224) proporcionado en la segunda sección (120), comprendiendo el segundo moleteado (114; 118; 224) una segunda pluralidad de crestas rectas separadas, extendiéndose cada una de las crestas a lo largo de una segunda longitud de moleteado (KL; KL1; KL2) que es una porción de la longitud del vástago (102; 202; 302; 402) y paralela a la longitud del vástago (102; 202; 302; 402).
10. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 9, en donde el primer moleteado (114; 118; 224) tiene un diámetro de moleteado (KD1; KD2) definido por una parte superior de cada una de las crestas, siendo el diámetro de moleteado (KD1; KD2) 1,1 - 1,3 veces un diámetro menor (D1; D2) del vástago (102; 202; 302; 402).
11. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 9, en donde el primer moleteado (114; 118;
224) tiene un diámetro (KD1; KD2) que puede ser igual a, o diferente de, un diámetro (KD1; KD2) del segundo moleteado (114; 118; 224) en una relación de 0,8 - 1,2.
12. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 9, en donde el primer ángulo (α) está en un intervalo de aproximadamente 55 - 65 grados y el segundo ángulo (β) está en un intervalo de aproximadamente 30 -45 grados.
13. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 9, en donde el primer extremo y el segundo extremo definen una longitud (L1; L2), y en donde la longitud (L1; L2) del elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) puede variar entre aproximadamente 101,6 mm (4 pulgadas) y aproximadamente 304,8 mm (12 pulgadas), y para cada variación de la longitud (L1; L2), una longitud de la primera sección (116) permanece constante.
14. Un elemento de sujeción (100; 200; 300; 400), que comprende:
un vástago (102; 202; 302; 402) que tiene una punta (104; 204) en un primer extremo y una cabeza (140; 240) en un segundo extremo, definiendo el primer y segundo extremo una longitud (L1; L2), teniendo el vástago (102; 202; 302; 402) un diámetro (D1; D2) entre la punta (104; 204) y el segundo extremo e incluyendo
una rosca helicoidal contigua (112; 212) formada a partir de la punta (104; 204) hacia el segundo extremo, teniendo la rosca helicoidal contigua (112; 212) un primer ángulo de rosca (α) que se extiende desde y comenzando en la punta (104; 204) y que se extiende hacia el segundo extremo estando una porción de la rosca helicoidal contigua (112; 212) estando el primer ángulo de rosca (α) en el vástago (102; 202; 302; 402) que tiene dicho diámetro (D1; D2) y teniendo la rosca helicoidal contigua (112; 212) un segundo ángulo de rosca (β) en otra porción del vástago (102; 202; 302; 402) que tiene dicho diámetro (D1; D2), el primer ángulo de rosca (α) mayor que el segundo ángulo de rosca (β), incluyendo al menos una porción de la rosca helicoidal contigua (112; 212) un borde dentado; y
un primer moleteado (114; 118; 224) colocado en el vástago (102; 202; 302; 402) dentro de un área del primer ángulo de rosca (α), comprendiendo el primer moleteado (114; 118; 224) una región cilíndrica que comprende una primera pluralidad de crestas rectas separadas, extendiéndose cada una de las crestas a lo largo de una primera longitud de moleteado (KL; KL1; KL2) que es una porción de la longitud del vástago (102; 202; 302; 402) y paralela a la longitud del vástago (102; 202; 302; 402).
15. El elemento de sujeción (100; 200; 300; 400) de la reivindicación 14, que incluye además un segundo moleteado (114; 118; 224) proporcionado a una distancia separada en el vástago (102; 202; 302; 402) desde el primer moleteado (114; 118; 224), comprendiendo el segundo moleteado (114; 118; 224) una segunda pluralidad de crestas rectas separadas, extendiéndose cada una de las crestas a lo largo de una segunda longitud de moleteado (KL; KL1; KL2) que es parte de la longitud del vástago (102; 202; 302; 402) y paralela a la longitud del vástago (102; 202; 302; 402).
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