MÉTODO DE ANCLAR UN CONECTOR , Y CONECTOR.

Un método para anclar un conector (11) en un elemento de construcción ligero,

comprendiendo el elemento de construcción ligero una primera capa (1) de construcción y una segunda capa (2) de construcción dispuesta a una distancia de la primera capa (1) de construcción, comprendiendo el método las operaciones de: proporcionar el conector (11) que comprende un elemento (12) de manguito y un elemento (13) de pistón, comprendiendo el elemento (13) de pistón una porción (13.2) de eje y siendo móvil en una dirección axial con relación al elemento (12) de manguito, mientras que el elemento (12) de manguito rodea al menos parcialmente la porción (13.2) de eje, donde al menos uno de entre el elemento (12) de manguito y el elemento (13) de pistón comprende un material termoplástico; proporcionar un orificio (5) pasante en la primera capa (1) de construcción, comprendiendo el orificio (5) pasante una pared circular; insertar el conector (11) hasta que una porción distal del mismo descanse contra la segunda capa de construcción; acoplar oscilaciones mecánicas al elemento (13) de pistón al mismo tiempo que se aplica presión al elemento (13) de pistón en dirección al lado distal, y se licua así al menos una porción del material termoplástico en una porción de interfaz entre el elemento (12) de manguito y el elemento (13) de pistón mientras la porción de interfaz es adyacente a la pared circular o distal con relación a la misma, generando así una porción de material termoplástico licuado, y provocando que material termoplástico licuado de la porción de material termoplástico licuado fluya radialmente hacia fuera y entre en estructuras de la primera capa (1) de construcción y/o a lo largo de una superficie interior de la primera capa de construcción; y dejar que la porción de material termoplástico licuado se resolidifique para formar una conexión de ajuste positivo con la primera capa (1) de construcción

Campo de la invención

La invención pertenece al campo de los elementos de construcción ligeros utilizados en la industria de la construcción y del mueble. Especialmente, se refiere a un método para anclar un conector en un elemento de construcción ligero, y un conector para ser anclado en un elemento de construcción ligero.

Antecedentes de la invención

Los elementos de construcción ligeros – una categoría importante de tales elementos son los tableros de construcción ligeros – comprenden dos capas de construcción externas y comparablemente finas, por ejemplo de fibra o de un metal, y una capa intermedia dispuesta entre las capas de construcción, por ejemplo una estructura de cartón con forma de panal de abeja. Los elementos de construcción ligeros de este tipo son mecánicamente muy estables, pueden tener un aspecto agradable y tienen un peso muy bajo.

Sin embargo, debido a que las capas de construcción son finas y a que la capa intermedia no es adecuada para anclar un conector - como una clavija – en su interior, es difícil fijar un objeto a los elementos de construcción ligeros de un modo diferente que simplemente pegándolo a la superficie del elemento. También, en algunos casos la estabilidad mecánica entre las capas de construcción proporcionada por la capa intermedia es insuficiente, y serían deseables medios adicionales para conseguir la estabilidad.

La solicitud de patente US de número de publicación 2007/0102094 se refiere a un método para disponer un inserto termoplástico en un producto termoplástico de tipo sándwich mediante la aplicación de energía por ultrasonidos. WO 03/046390 se refiere a un método para fijar un inserto en un material ligero que incluye los pasos de disponer un cuerpo termoplástico en el material termoplástico y de utilizar un sonotrodo para plastificar el cuerpo. US 5,437,750 describe un método para la conexión de un inserto termoplástico en paneles tipo sándwich mediante soldadura por ultrasonidos. Ninguno de estos tres documentos se enfrenta a los problemas mencionados anteriormente de una forma general.

Compendio de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un método para anclar un conector que es adecuado para su uso para un elemento de construcción ligero, y un conector relacionado.

De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un método para anclar un conector en un elemento de construcción ligero. El conector comprende un elemento de manguito y un elemento de pistón con una porción de eje, donde la porción de eje es guiada por el elemento de manguito. El elemento de pistón y/o el elemento de manguito comprende un material termoplástico al menos en una porción de interfaz entre la porción frontal y la porción de manguito. El método comprende las operaciones de proporcionar el conector, de proporcionar un orificio pasante en la primera capa de construcción del elemento de construcción ligero, de insertar el conector a través del orificio y hasta que una porción distal descansa contra la segunda capa de construcción. Así, puede ser el elemento de manguito o el elemento de pistón o ambos, el elemento de manguito y el elemento de pistón, los que descansa(n) contra la segunda capa de construcción. El método comprende entonces el paso siguiente de acoplar oscilaciones mecánicas al elemento de pistón al mismo tiempo que se presiona el elemento de pistón en dirección al lado distal, y de ese modo licuar porciones del material termoplástico en una porción de interfaz entre el elemento de manguito y el elemento de pistón mientras una periferia de la porción de interfaz es adyacente a la pared circular (o ligeramente distal con respecto a la misma), y provoca que fluya Radialmente hacia fuera desde la periferia y entre en las estructuras de la primera capa de construcción y/o a lo largo de una superficie interna (es decir, una superficie que está enfrentada en dirección a la segunda capa de construcción) de la primera capa de construcción. Después de la re-solidificación, las porciones de material termoplástico forman una conexión de ajuste positivo con la primera capa de construcción.

Al menos la fase en la que tiene lugar la liquefacción en la porción de interfaz mencionada, el elemento de manguito se apoya contra la superficie de la segunda capa de construcción al mismo tiempo que la fuerza de presión es aplicada al elemento de pistón: el conector es "comprimido” entre la segunda capa de construcción y la herramienta mediante la cual se está aplicando la fuerza de presión.

De acuerdo con este aspecto, por tanto, la liquefacción de al menos una parte del material termoplástico licuado en el proceso se lleva a cabo en una interfaz entre el elemento de manguito y el elemento de pistón y bajo la aplicación conjunta de oscilaciones mecánicas y de una fuerza de presión. Se ha descubierto que este método, en contraste con la liquefacción en una superficie de contacto con el material de construcción según se describe, por ejemplo, en US 6,913,666, es a veces más fácil de controlar, especialmente en vista del hecho de que la primera capa de construcción es comparablemente fina, sería difícil aplicar fuerzas de presión laterales, y el anclaje en la primera capa de construcción y/o sobre la misma es sin embargo deseado.

También, el proceso de liquefacción que conduce al anclaje en y/o sobre la primera capa de construcción es independiente de las propiedades, especialmente la resistencia mecánica del material de la primera capa de construcción. Además, el corte de material termoplástico en dirección al lado proximal se evita de forma efectiva mediante el método elegido.

Como se explicará con mayor detalle más adelante, en una realización preferida para muchas aplicaciones, este método se combina con la liquefacción del material termoplástico en contacto con la segunda capa de construcción en una segunda ubicación de anclaje.

Esto conduce a un anclaje en dos niveles y en consecuencia a una resistencia mejorada del anclaje.

El elemento de construcción ligero puede, por ejemplo, ser un panel ligero del tipo que se utiliza en la industria de la construcción o del mueble, o también otro elemento que comprenda dos capas de construcción de un material comparablemente denso con una capa intermedia – o un espacio vacío – entre ellas que tenga una densidad sustancialmente menor. Las capas de construcción pueden ser de materiales idénticos o diferentes, posibles materiales incluyendo madera, compuestos basados en madera como tablero de fibra, metal (como aluminio), plásticos, o compuestos basados en estos materiales, como tableros de fibra recubiertos de plástico, y cualquier otro material adecuado suficientemente estable mecánicamente. La capa intermedia – si existe – puede ser de cartón con una estructura de panal de abeja, o un material de tipo espuma como plástico celular o espuma metálica, u otro material aislante blando (como lana de roca), etc.

En los casos en los que la porción de material termoplástico fluye entrando en las estructuras de al menos la primera capa de construcción, el material de la capa de construcción comprende al menos uno de:

- Poros abiertos en una superficie

- otras estructuras en una superficie (como un patrón de estrías)

- una característica no homogénea que hace posible la penetración de una superficie por un líquido a presión, creando así poros llenados con el líquido bajo la superficie.

Además, o como una alternativa, la capa de construcción o capas de construcción pueden comprender un recubrimiento termoplástico o incluso consistir en material termoplástico. Entonces, se puede conseguir que la porción de material termoplástico se suelde por ultrasonidos al material termoplástico de la(s) capa(s) de construcción.

Además, o como una alternativa, el material termoplástico puede fluir hacia fuera a lo largo de la superficie interior del primer elemento de construcción entrando en el espacio entre las capas de construcción, desplazando de ese modo posiblemente el material de la capa intermedia (si existe). Esto creará un efecto de tipo remache ciego que provocará o mejorará el anclaje del conector, y especialmente lo fije contra fuerzas de tracción. Si el elemento de pistón y el elemento de manguito además se conectan, en el proceso de anclaje, mediante un efecto de soldadura por ultrasonidos (véase abajo), la estabilidad de todo el conjunto se mejoraría aún más, especialmente... [Seguir leyendo]

1. Un método para anclar un conector (11) en un elemento de construcción ligero, comprendiendo el elemento de construcción ligero una primera capa (1) de construcción y una segunda capa (2) de construcción dispuesta a una distancia de la primera capa (1) de construcción, comprendiendo el método las operaciones de:

proporcionar el conector (11) que comprende un elemento (12) de manguito y un elemento (13) de pistón, comprendiendo el elemento (13) de pistón una porción (13.2) de eje y siendo móvil en una dirección axial con relación al elemento (12) de manguito, mientras que el elemento (12) de manguito rodea al menos parcialmente la porción (13.2) de eje, donde al menos uno de entre el elemento (12) de manguito y el elemento (13) de pistón comprende un material termoplástico;

proporcionar un orificio (5) pasante en la primera capa (1) de construcción, comprendiendo el orificio (5) pasante una pared circular;

insertar el conector (11) hasta que una porción distal del mismo descanse contra la segunda capa de construcción;

acoplar oscilaciones mecánicas al elemento (13) de pistón al mismo tiempo que se aplica presión al elemento

(13) de pistón en dirección al lado distal, y se licua así al menos una porción del material termoplástico en una porción de interfaz entre el elemento (12) de manguito y el elemento (13) de pistón mientras la porción de interfaz es adyacente a la pared circular o distal con relación a la misma, generando así una porción de material termoplástico licuado, y provocando que material termoplástico licuado de la porción de material termoplástico licuado fluya radialmente hacia fuera y entre en estructuras de la primera capa (1) de construcción y/o a lo largo de una superficie interior de la primera capa de construcción; y

dejar que la porción de material termoplástico licuado se re-solidifique para formar una conexión de ajuste positivo con la primera capa (1) de construcción.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde el material termoplástico del elemento (13) de pistón y/o del elemento (12) de manguito incluye una porción de material termoplástico distal en un extremo distal del elemento de pistón y/o del elemento de manguito, respectivamente, y donde en la operación de acoplar oscilaciones mecánicas al elemento de pistón al mismo tiempo que se aplica presión al elemento (13) de pistón en dirección al lado distal, al menos parte de la porción de material termoplástico distal es licuado debido al efecto de las oscilaciones mecánicas y es presionado contra las estructuras de la segunda capa (2) de construcción para formar, después de la re-solidificación, una conexión de ajuste positivo con la segunda capa (2) de construcción.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, donde al menos el elemento (13) de pistón comprende una porción de material termoplástico distal y donde una extensión axial del elemento (13) de pistón es mayor que la distancia entre la primera y la segunda capas (1, 2) de construcción más un grosor de la primera capa (1) de construcción.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, donde una extensión axial de la porción (13.1) de eje es mayor que una extensión axial del elemento (12) de manguito.

5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende la operación adicional de: proporcionar, antes de la operación de insertar el conector (11), un orificio (2.1) ciego en la segunda capa (2) de construcción, y donde la operación de insertar el conector (11) incluye insertar el conector hasta que una porción distal del mismo descanse contra una base del orificio (2.1) ciego en la segunda capa (2) de construcción.

6. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde ambos, el elemento

(12) de manguito y el elemento (13) de pistón, comprenden material termoplástico, donde la operación de acoplar oscilaciones mecánicas al elemento (13) de pistón mientras se presiona el elemento de pistón en dirección al lado distal provoca que porciones de material termoplástico de ambos, el elemento (13) de pistón y el elemento (12) de manguito, se fundan, y donde la operación de dejar re-solidificar las porciones de material termoplástico licuadas genera una soldadura entre el elemento (13) de pistón y el elemento (12) de manguito.

7. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde al menos uno de entre el elemento (12) de manguito y el elemento (13) de pistón comprende un material no licuable por oscilaciones mecánicas, y comprende estructuras (12.3; 13.8) adecuadas para formar una conexión de ajuste positivo en el material no licuable, y donde la operación de acoplar oscilaciones mecánicas al elemento de pistón al mismo tiempo que se presiona el elemento (13) de pistón en dirección al lado distal provoca que porciones de material termoplástico fluyan entrando en esas estructuras (12.3; 13.8).

8. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el elemento de pistón comprende una porción (13.1) frontal con un contorno exterior esencialmente correspondiente con una sección transversal del orificio (5) pasante.

9. Él método de acuerdo con la reivindicación 8, donde un contorno exterior del elemento (12) de manguito esencialmente corresponde a la sección transversal del orificio (5) pasante de la primera capa (1) de construcción.

10. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde una extensión axial ls del elemento (12) de manguito la relación d −d /2 < l < d + d se mantiene, donde d1 es la distancia entre la

11 s 11

primera y la segunda capas (1, 2) de construcción y d1 es un grosor de la primera capa (1) de construcción.

11. Un conector (11) para ser anclado en un elemento de construcción ligero, especialmente mediante un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo el elemento de construcción ligero una primera capa (1) de construcción y una segunda capa (2) de construcción dispuestos a una distancia de la primera capa (1) de construcción, donde el conector comprende material termoplástico licuable mediante oscilaciones mecánicas, caracterizado porque:

- el conector comprende un elemento (12) de manguito y un elemento (13) de pistón;

- porque el elemento (13) de pistón comprende una porción (13.1) frontal y una porción (13.2) de eje y es móvil en una dirección axial con relación al elemento (12) de manguito mientras que el elemento (12) de manguito rodea al menos parcialmente la porción (13.2) de eje;

- porque el elemento (13) de pistón tiene además una superficie de acoplamiento no paralela a la dirección axial, sirviendo la superficie (13.3) de acoplamiento para acoplar oscilaciones mecánicas al elemento

(13) de pistón; y

- porque al menos uno de entre el elemento (13) de pistón y el elemento (12) de manguito comprende material termoplástico, siendo licuable una porción del material termoplástico, en una interfaz entre el elemento (13) de pistón y el elemento (12) de manguito, dicha interfaz no siendo paralela a la dirección axial, gracias a oscilaciones mecánicas acopladas al elemento (13) de pistón por medio de la superficie

(13.3) de acoplamiento mientras que el elemento (13) de pistón y el elemento (12) de manguito son presionados uno contra otro en una dirección axial.

12. El conector de acuerdo con la reivindicación 11, donde el elemento (13) de pistón y el elemento (12) de manguito consisten ambos en material termoplástico.

13. El conector de acuerdo con la reivindicación 11, donde al menos uno de entre el elemento (13) de pistón y el elemento (12) de manguito comprende una porción metálica, y por ejemplo es completamente metálico.

14. El conector de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11-13, donde al menos uno de entre el elemento (13) de pistón y el elemento (12) de manguito comprende un director (13.6) de energía que bien está constituido en el material termoplástico o bien está dispuesto en una porción no termoplástica que forma una interfaz con el material termoplástico cuando el elemento (12) de manguito y el elemento (13) de pistón se presionan uno contra el otro.