La historia del tornillo y la llave Allen

El 9 de enero de 1909, William G. Allen solicitó la patente para fabricar tornillos de cabeza hexagonal. Le fue concedida el 7 de junio del siguiente año, y el resto es historia... ¿Quién no conoce hoy los tornillos Allen?

Ahora bien, ¿de veras fue W. G. Allen el inventor de la llave Allen? ¿O solo el primero en registrarla? Nos adentraremos primero en el terreno del tornillo Allen.

Breve historia de los tornillos con inserciones geométricas Allen y Unbrako

No. La idea de un tornillo con rebaje geométrico en la cabeza no fue una idea original de William. Casi medio siglo antes de que el señor Allen patentará su tornillo, ya se habían registrado patentes de tornillos con cabeza en forma de triángulo y de cuadrado. Fabricarlos era difícil, no obstante, y se quedaron a vivir en el dibujo de la patente. Nunca llegaron a manufacturarse.

El primer tornillo con cabeza rebajada en forma de cuadrado se forjó en 1908. Dos años después se registró la patente de Allen. Hoy, Allen es una marca registrada del fabricante de herramientas de mano y maquinaria eléctrica Apex Tool Group.

Pero pongamos a un lado a su inventor. Después de todo... los tornillos y las llaves Allen no se conocen por su apellido en todo el mundo. Por ejemplo, en Alemania el nombre de la herramienta es llave INBUS. En Italia la llaman llave Brugola, por el apellido de su fabricante.

Y en muchos otros lugares, tanto a la llave como al tornillo de hexagono hembra se los llama tornillos Unbrako. Pero ¿cómo que Unbrako? ¿No morderá ese animal?

Según el fabricante de los productos Unbrako —Howard Hallowel— su compañía SPS inventó el tornillo de zócalo hexagonal en 1911. Y lo hizo sin basarse en la patente de Allen. Tal vez sea cierto... De todos modos, ¿qué ventajas tienen los tornillos Allen?

Características de los tornillos Allen

¿Qué propiedad hace único al tornillo Allen? ¿En qué se diferencia de otros pernos? La clave del éxito del sistema de tornillería por llave Allen es que el instrumento usado para poner y quitar el tornillo encaja en el interior de la cabeza.

Es decir, hemos de distinguir el tornillo de cabeza hexagonal exterior —esto es, el que nos recuerda a una tuerca— del tornillo que, con cabeza o sin ella, posee una hembra en hexágono en el extremo no roscado.

Los tornillos hexagonales y las tuercas se atornillan y se aflojan con llaves fijas o llaves inglesas. En cambio, el tornillo con hexágono hueco requiere el uso de la llave Allen, que no es más que un útil con forma de prisma hexagonal que encaja en una hendidura de seis lados, mal llamada zócalo Allen.

¿Y qué más da si el hexágono es interno o externo? Pues tiene su importancia. De hecho, en sus orígenes el elemento de fijación se comercializó como tornillo de seguridad. Aquí la clave del asunto es que ciertos tornillos Allen quedan enrasados; esto es, su cabeza no sobresale de la superficie:

Se aprecia en la ilustración (fig. 2) que el tornillo de la izquierda —de cabeza avellanada y con hembra Allen— no sobresale del plano; al contrario, el tornillo de la derecha se proyecta fuera de la pieza que sujeta. Para ilustrar la ventaja de este diseño, vamos con un ejemplo.

¿Para qué se usaron los tornillos de cabeza con hembra hexagonal?

Pongamos que pretendemos sujetar una pieza giratoria con un tornillo. En el plato de mordazas de un torno para madera, por ejemplo, un tornillo de anclaje que sobresale puede causar un accidente por atrapamiento. Lo mismo puede decirse del plato del torno de alfarero.

En general, todo elemento giratorio es más seguro si de él no sobresale ninguna parte en la cual puedan engancharse la ropa, el cabello, una cadena, etc.

Antes de la invención del motor eléctrico, las fábricas usaban un lineshaft —eje de línea— que proporcionaba energía mecánica a la maquinaría de producción. A lo largo del techo de la nave industrial, un árbol giratorio suspendido por soportes alimentaba cada máquina. Se ayudaba para ello de correas y de poleas.

El dibujo siguiente muestra una imprenta del siglo xix en la cual se pueden apreciar dos ejes de línea:

¡La órdiga! ¿Pero qué tendrá que ver todo esto con las llaves y los tornillos Allen? En este contexto, que ninguna pieza mecánica sobresaliese de la polea giratoria del lineshaft era vital: prevenía accidentes laborales.

Ahora bien, la tornillería Allen presenta otras ventajas. ¿Qué tal si señalamos las más importantes?

Las ventajas de los tornillos y llaves Allen

¿Cuál es el símbolo de IKEA? Exacto, la llave Allen. Claro está que este útil no es más que el accesorio incluido con el mueble para su montaje. Pero su peculiar forma y el hecho de que las vamos coleccionado —por cuanto viene una por caja— han dado merecida fama a esta llave.

Economía y par de apriete

Pues ya tenemos ahí la primera ventaja de las llaves Allen. En efecto, las llaves Allen son baratas (1.ª ventaja). Ello permite que muchos fabricantes las adjunten como accesorio de montaje. Rara vez vemos, en cambio, que se incluya un destornillador o una llave inglesa en el embalaje.

Por cierto, la forma de la llave Allen de IKEA no es casual. Su diseño en manivela trata de evitar que nos pasemos tres pueblos al apretar el tornillo (2.ª ventaja). Y es que, en muchos casos, hay que tener mucho cuidado con el par de apriete, pues no es difícil dañar el mueble. Es más, a veces ni siquiera la llave limita la presión. De ahí que muebles delicados lleven consigo un accesorio de plástico que restrinje aún más el torque (fuerza de torsión). Pero esos son otros lópez...

La llave Allen estándar tiene forma de ele (L); es decir, un brazo es más largo que el otro. He aquí la 3.ª ventaja: el brazo largo de la Allen sirve para roscar con fuerza el tornillo; mientras que el brazo corto facilita alcanzar lugares de difícil acceso.

Protección

Si en la sección previa se había destacado como ventaja del tornillo Allen la seguridad, se ha de aclarar ahora que ciertos tornillos Allen sí sobresalen. De todos modos, siempre que el núcleo de dos tornillos (la rosca) sea del mismo grosor, la cabeza tipo Allen siempre será pequeña que la cabeza hexagonal para llave fija.

Ahora bien, apartando a un lado la seguridad, los tornillos con cabeza hueca tienen otro pro: las superficies del tornillo que contactan con la llave quedan protegidas contra el roce y contra los golpes (4.ª ventaja). Si un elemento de fijación, pongamos una tuerca, es golpeada por un elemento cortante, es fácil que se dañe. Por ser interno, el hexágono del tornillos Allen va más protegido.

Rapidez de montaje y tranmisión de fuerza (taladro eléctrico)

Frente al destornillador para tornillos de cabeza ranurada, la llave Allen transmite más fuerza de torsión, merced a su seis caras (5.ª ventaja).

Mayor superficie de contacto implica, asimismo, que que la punta de atornillar se centra por sí sola cuando se enrosca y se desenrosca el tornillo con un taladro-atornillador de batería. Ese es también el caso de los tornillos tipo Torx y la tornillería de ranuras cruzadas (cabezas de estrella Philips y Pozidriv). (6.ª ventaja).

La llave Allen tiene otro benecifio añadido sobre el destornillador: se puede restaurar (7.ª ventaja). Si la punta de un destornillador se estropea, solo queda comprar otro. En cambio, si la punta de la llave hexagonal se ha redondeado, basta con cortar el extremo afectado con la radial y matar el borde (sin llegar a hacer chaflán). ¿Que la llave ahora es más corta? Efectivamente, ¡pero sigue siendo eficaz!

¡Y no nos olvidemos de los tornillos prisioneros! Un prisionero es un tornillo especial sin cabeza que sirve para retener un elemento, en general de metal, por presión o por fricción. El prisionero se usa, por ejemplo, para fijar un tope de profundidad en una broca para madera.

Por no disponer el tornillo prisionero de cabeza, no queda otra que pergeñar el dispositivo para su instalación en el propio núcleo. Pues bien, el hexágono Allen tiene la ventaja de transmitir un elevado esfuerzo de torsión a los tornillos prisioneros (8.ª ventaja).

Así pues, ¿tornillos y llaves Allen no tienen más que ventajas? De ningún modo. Como otros sistemas de tornillería, la Allen también presenta debilidades.

Inconvenientes de los tornillos Allen

¿Qué pasa si se daña la cabeza de un tornillo Allen? Pues que las vamos a pasar canutas para extraerlo. En cambio, si el tornillo tuviese cabeza hexagonal exterior, una buena mordaza de presión tipo vise-grip o una llave grifa bastaría para sacarlo.

Pero si el hexágono se ha echado a perder hasta tal punto que la llave ya no logra girarlo, se ha de recurrir al extractor de tornillos dañados. Este es, por tanto, un primer contra del tornillo Allen.

Por otra parte, ante esfuerzos de torsión muy elevados los tornillos Allen hexagonales presentan un par de apriete limitado. Así, tornillos usados para construir estructuras de madera (tejados, porches, pérgolas) suelen recurrir a un tipo de inserción más eficaz: la cabeza de estrella Torx.

Torx es una variante de Allen en la cual las aristas del hexágono están un poco deprimidas,es decir, tiene forma de estrella. Eso se traduce en soportan mayores fuerzas de torsión. Los tornillos Spax para madera usan este tipo de cabeza en tornillos de diámetros considerables.

Por tanto, cuando vayas a comprar tornillos para fabricar un mueble de madera o para montar una estructura, elige Torx si la fuerza requerida para su instalación es alta. Sin embargo, los tornillos de ensamble, o, sin ir más lejos, los tornillos de los muebles de IKEA o incluso los del coche, los de la bici y los de la moto son muchas veces tipo Allen.

De ahí que en tu caja de herramientas no pueda faltar un el mejor juego de llaves Allen.