CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere a um método para afixação de chapas asfálticas ou de materiaiscorrespondentes análogos a uma estrutura de suporte subjacente. A presente invenção também se refere a uma construção de telhado e a um parafuso para tal fim.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[002] Chapas metálicas onduladas ou chapas onduladasfabricadas de plástico ou de cimento nos telhados são tipicamente soluções de baixo custo e têm uma popularidade correspondente. Tais chapas onduladas são tipicamente fixadas por parafusos. O documento de patente francesa FR2564916 divulga uma fixação em que um tipo de parafuso é descrito para construções de madeira, tendo o parafuso uma parte rosqueada que se estende até a ponta e um outro parafuso descrito para construções em que o parafuso tem uma ponta em broca na extremidade. O parafuso tem uma cabeça e uma arruela para ser apertada contra a chapa. Uma arruela alternativa é encontrada no pedido de patente européia EP0058211.
[003] A patente FR2564916 citada acima divulga doisparafusos, um para madeira e um para metal. O parafuso perfurante em FR2564916 não serve para a construção de madeira, pois a ponta em broca tem um diâmetro maior do que a espiga do parafuso de modo que a rosca não teria uma força suficiente para segurar o parafuso dentro da madeira. Os dois parafusos são dotados com abas para aumentar o diâmetro do furo da chapa. Isto se deve ao fato de que as chapas de plástico se expandem e contraem substancialmente com a temperatura e também têm a tendência de se deslocar sobre o telhado e o furo deve apresentar tolerâncias para tal movimento.
[004] Um aperfeiçoamento em parafusos para a fixação de chapas de plástico e metal é encontrado no modelo de utilidade dinamarquesa DK200600177U3 que divulga um parafuso que tem uma ponta com uma broca que tem um diâmetro reduzido em relação ao diâmetro da espiga do parafuso. A idéia que serve de base para tal construção é que a ponta de broca é suficientemente estável para atravessar as construções de aço delgado, mas suficientemente grandes para comprometer a estabilidade quando se produzem perfurações na construção de madeira.
[005] Assim, a tecnologia de fixação de chapas onduladas de metal, cimento ou plástico sobre construções de telhado envolveu um desenvolvimento notável de parafusos.
[006] Considerações semelhantes sobre os melhoramentos de fixação foram encontradas em conexão com chapas onduladas asfálticas, que são pregadas sobre construções de telhado. Isto se torna também claramente evidente das instruções por uma dos maiores produtores de chapas asfálticas, Linalux; um manual de instruções é publicado no site da Internet www.linalux.com. e parte dele é reproduzida na Figura 9. Isto ocorre apesar do fato de que em todo o mundo milhões de chapas asfálticas onduladas estão sendo usadas todos os anos como material para telhado em residências privadas, projetos de construções industriais, em instalações de armazenagem e em estufas.
[007] Em conexão com chapas asfálticas, deve ser mencionado que os parafusos em FR2564916 têm abas para aumentar o furo através das chapas, o que não serve para asfálticos, uma vez que o asfáltico não seria apertado contra a espiga do parafuso.
[008] Assim, tradicionalmente, estas chapas onduladas asfálticas vêm sendo fixadas a subestruturas de madeira com pregos com diversas cabeças não metálicas (PVC, por exemplo), sendo que a deformação de cada tal cabeça no topo da ondulação constitui os únicos meios de vedação contra a chuva.
[009] A fixação com pregos consome tempo e não esta alinhada com o método mais moderno de fixação com produtos rosqueados. Como é recomendado que cada ondulação nas chapas seja fixada individualmente à subestrutura, isso significa que é substancial o tempo extra consumido usando- se pregos.
[010] Além disso, a fixação com pregos tem a grande desvantagem de que ela carece de precisão e não pode ser revertida se for necessário. Se, durante a fixação das chapas acima o prego for introduzido demais na subestrutura, isto constitui um problema muito real - uma vez que ele não pode ser puxado para fora sem a destruição do prego e em alguns casos tanto da subestrutura e da chapa.
[011] As cabeças não metálicas mencionadas acima têm um problema historicamente provado. A radiação UV do sol descolore as cabeças e/ou as torna friáveis, fazendo eventualmente que as cabeças simplesmente desapareçam e/ou são danificadas que elas não funcionam mais do modo como foram destinadas.
[012] Além das finalidades simplesmente funcionais há também diversos problemas estéticos associados com as cabeças não metálicas mencionadas acima. Elas são tipicamente bastante grandes para resistir ao martelamento e isto significa que elas são muito visíveis no telhado, o que é indesejável.
[013] É fácil alterar a cor das chapas asfálticas, sempre que uma exigência especial ocorre. No entanto com a solução com cabeças não metálicas tais como cabeças plásticas moldadas de PVC, isto apresenta um desafio, uma vez que teriam que ser trazidos e moldados granulados de PVC de cor especial, o que é tipicamente algo que exige grandes volumes e tempos muito prolongados.
[014] A vedação ótima sempre foi um problema conhecido com soluções anteriores em que a deformação da cabeça contra a ondulação propriamente dita constitui os únicos meios de vedação. Portanto, foram feitas tentativas sem sucesso vedando-se com neopreno, EPDM, tradicionais e/ou materiais análogos que são normalmente em uso amplo na indústria de construção. O principal problema, no entanto, é que o neopreno não é muito resistente a UV e o EPDM se dissolve lentamente quando em contato com produtos à base de óleo tal como o asfalto.
[015] Conforme é evidenciado do exposto acima, há necessidade de melhoramentos na técnica.
DESCRIÇÃO/SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[016] Um objetivo da presente invenção consiste empropor um novo tipo de fixação de chapas asfálticas a um suporte tipicamente em uma construção de telhado.
[017] Este objetivo é atingido por um método para afixação de chapas onduladas sobre uma estrutura de suporte subjacente como parte de uma construção de telhado ou de uma construção de parede por um parafuso que se estende através da chapa e se estende para dentro da estrutura desuporte, de preferência sem se prever primeiro um furo para o parafuso. Assim, o parafuso é usado para cortar o seu caminho através da chapa ondulada. O parafuso tem uma cabeça, uma arruela e uma parte rosqueada. A invenção é útil para chapas onduladas flexíveis, especialmente chapas onduladas flexíveis asfálticas.
[018] Opcionalmente, a arruela compreende uma tampinhametálica superior e uma vedação subjacente. Por exemplo, a tampinha metálica tem uma face inferior côncava e a vedação inferior tem uma face superior convexa correspondendo em grande parte à face inferior côncava da tampinha metálica para que a face superior da vedação se ajuste à face inferior côncava da tampinha metálica. Uma outra opção consiste em uma concavidade central direcionada para cima na tampinha metálica para acolher a cabeça do parafuso, para acolher uma parte inferior cônica da cabeça do parafuso. A arruela pode ser prevista entre a cabeça e a parte rosqueada ou então a arruela pode fazer parte integrante da cabeça.
[019] Por exemplo, o parafuso tem uma cabeça e espiga euma parte rosqueada como parte da espiga. Além disso, o parafuso tem uma arruela compreendendo uma tampinha metálica superior e uma vedação inferior, sendo que a tampinha metálica superior é formada com um anel com uma concavidade voltada para baixo e a vedação inferior tem uma face superior convexa correspondendo em grande parte ao anel côncavo da tampinha metálica para que a face superior da vedação se ajustar à face inferior côncava da tampinha metálica. A tampinha metálica e a vedação têm um furo central para acolher a espiga do parafuso, tendo a cabeça uma parte inferior que se estreita gradualmente a partir da extremidade mais externa da cabeça e na direção da cabeça da espiga, e a arruela tem uma parte oca superior que de modo correspondente se estreita gradualmente e acolhe a parte inferior da cabeça na parte oca superior.
[020] Um material adequado para a vedação é elastômero de nitrila butadieno (NBR), pois este é um material que é resistente às substâncias agressivas que se encontram no asfalto, ficando assim prolongada a vida útil do parafuso em comparação com o caso em que se usa tipicamente um elastômero de copolímero de etileno, propileno e dieno não conjugado (EPDM).
[021] A tampinha metálica é fabricada com vantagem de alumínio devido a sua elevada resistência a corrosão, embora possam ser úteis outros metais. Opcionalmente, a parte rosqueada é uma rosca dupla com as duas roscas entremeadas ao longo do parafuso. É vantajoso que o parafuso seja coberto por uma camada superficial resistente a corrosão, por exemplo, com uma camada de zinco. Uma espessura típica da camada de zinco é de 10-15 micrômetros. Para se ajustar a cor do parafuso à cor das chapas, a cabeça é pintada, por exemplo, pintada com pó.
[022] Alternativamente, a arruela é prevista depolímero, por exemplo, poli(cloreto de vinila) (PVC).
[023] A invenção proporciona aos usuários um produtocom as seguintes vantagens: - Muito mais rápido de ser instalado - poupa tempo - Uma solução técnica melhor - com NBR com solução de vedação, por exemplo. - Mais fácil de ser usado - pode ser novamente desmontado, por exemplo. - Visualmente tem uma aparência muito melhor no telhado. - Possibilidade de se combinar com cores especiais de telhado quase imediatamente - flexibilidade.
[024] As aplicações são tipicamente chapas onduladas debaixo peso para telhados e paredes de prédios, tais como residenciais, industriais ou agrícolas. Tais chapas onduladas de baixo peso são tipicamente fabricadas de um polímero, asfalto, por exemplo, e são flexíveis. Um peso típico da chapa é inferior a 5 kg/m2, por exemplo, inferior a 4 kg/m2.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[025] A presente invenção será explicada maisdetalhadamente fazendo-se referência ao desenho em que: a Figura 1 é uma imagem da informação em forma de uma solução acabada completa. Rosca dupla, arruela-M especial, vedação de NBR, cabeça espacial afundada; a Figura 2 ilustra um exemplo de uma solução de grande diâmetro; a Figura 3 é uma aplicação da imagem de uma arruela, vedação NBR, formato da cabeça e chapa asfáltica subjacente; a Figura 4 é uma imagem de uma chapa asfáltica com pregos padrão fixando à esquerda e à direita um Fixador de Chapa Asfáltica Pintada com Pó, de acordo com a presente invenção; a Figura 5 é uma ilustração dos parafusos atravessando a chapa asfáltica, tendo o parafuso um ângulo que se desvia da normal em relação à arruela; a imagem esquerda é uma seção transversal tirada por A-A, a Figura 6 ilustra um parafuso útil em a) uma vista em perspectiva, b) uma vista em seção transversal e c) uma vista parcial. a Figura 7 ilustra uma parte de um parafuso com uma arruela alternativa em a) uma vista em seção transversal, b) uma vista de extremidade, e c) uma vista em perspectiva; a Figura 8 mostra a) a ponta do parafuso com uma ponta em broca e b) a parte rosqueada e a espiga do parafuso; a Figura 9 é uma parte reproduzida de um manual de instruções da técnica anterior por Linalux (www.linalux.com).
DESCRIÇÃO DETALHADA/MODALIDADE PREFERIDA
[026] A Figura 1 ilustra um fixador 1 do tipo rosqueado (parafuso) com uma cabeça 2, especial projetada e uma arruela 3 tendo uma tampinha metálica 8 e uma vedação subjacente 4, sendo as partes visíveis da seção de cabeça de tal solução de fixador coloridas em cores que combinam com a cor das chapas.
[027] A parte rosqueada 5 como parte da espiga 9 do parafuso não é limitada a somente um tipo de rosca (para madeira, por exemplo), mas se aplica também a roscas feitas para serem introduzidas em subestruturas de aço com ou sem ponta em broca etc. No entanto para os fins do desenho apenso a este pedido e para maximizar a velocidade de fixação foi selecionada a rosca denominada dupla para subestruturas de madeira.
[028] A arruela metálica 3 pode ser fabricada dealumínio, aço galvanizado e/ou qualquer outro material análogo. Ela pode fazer parte integrante do parafuso 1 (grande diâmetro de cabeça - veja Figura 2). Conforme ilustrado na Figura 1 e 2, foi escolhida uma solução de arruela separada que proporciona ainda a vantagem de que, mesmo se o parafuso for introduzido com uma ligeira inclinação, a arruela continuará plana e continuará a se apoiar contra o telhado, continuamente proporcionando o efeito de vedação, o que será mais bem compreendido em conexão com a Figura 3, que também ilustra uma chapa asfáltica 6 através da qual se estende um parafuso.
[029] Conforme ilustrado na Figura 3, o parafuso temuma cabeça 2 e uma espiga 9 com a parte rosqueada. O parafuso 1 tem uma arruela 3 que compreende uma tampinha metálica superior 8 e uma vedação subjacente 4. A tampinhametálica superior 8 é formada com um anel com a concavidadevoltada para baixo e a vedação subjacente 4 tem uma face superior convexo que corresponde substancialmente ao anel côncavo da tampinha metálica 8 para que a face superior da vedação 4 se ajuste à face inferior côncava da tampinha metálica 8. A tampinha metálica 8 e a vedação 4 têm um furo central para acolher a espiga 9 do parafuso 1; a cabeça 2 tem uma parte inferior 12 que se estreita gradualmente da extremidade mais externa da cabeça 2 e na direção da cabeça de espiga 9; a arruela 4 tem uma parte oca superior 13 que se estreita também gradualmente na direção do centro e que acolhe a parte inferior 12 da cabeça 2 na parte oca superior 13. Esta construção é útil nos casos em que o parafuso não for introduzido perpendicularmente através da chapa e para dentro da estrutura subjacente, mas com uma inclinação. Isto é ilustrado mais detalhadamente na Figura 5, mostrando que uma conexão firme entre o parafuso e a arruela, assim como uma passagem gradual, são obtidas mesmo no caso em que o parafuso forma um ângulo com a arruela que produz um desvio substancial da perpendicular, desviando- se, por exemplo, de 10-30 graus da perpendicular, por exemplo.
[030] Conforme aparece na Figura 3, a vedação tem um formato em seção transversal que se assemelha à forma da letra M. Assim, quando a arruela é orientada horizontalmente com a vedação para baixo, a vedação se estende inclinada para cima a partir da borda na direção do centro e então se desvia para se inclinar para baixo na direção do centro. Em outras palavras, a vedação tem uma parte que se estreita para cima, estendendo-se da borda e na direção do centro seguido por um formato conicamente se estreitando para baixo na direção do centro.
[031] Além da seção acima sobre a escolha da arruela 3 e do estilo de cabeça 2 isto tem também o efeito muito desejado de dar uma aparência muito melhor visualmente ao telhado pronto. Veja a diferença visual na Figura 4, que tem uma imagem de uma chapa asfáltica com pregos padrão à esquerda e à direita o Fixador para Chapas Asfálticas Pintado com Pó, de acordo com a invenção.
[032] A Figura 4 mostra ainda a possibilidade de sepintar as cabeças, o que resulta em uma combinação muito boa com a cor da chapa asfáltica subjacente. A solução mais ótima aqui é a pintura com pó, que é uma solução muito forte e também confere ao fixador uma proteção adicional contra a corrosão do que o parafuso propriamente dito poderia ter com qualquer tratamento superficial. Isto é ainda algo que pode ser aplicado às cabeças dos fixadores com pouca antecedência e em volumes muito pequenos. Mas podem ser considerados outros meios de coloração. Tinta úmida padrão, por exemplo, mas não limitado a ela, tratamento colorante superficial etc.
[033] Com a finalidade deste pedido, a vedaçãosubjacente reivindicada é opcionalmente fabricada de elastômero de nitrila butadieno (NBR) que é extremamente resistente a produtos à base de óleo como asfalto e tem simultaneamente uma resistência suficiente a UV. Mas para os fins gerais da presente invenção pode também ser fabricado de neopreno, elastômero de copolímero de etileno, propileno e dieno não conjugado (EPDM) ou de materiais semelhantes.
[034] Em conclusão ao acima, a presente invenção propõeaos usuários um produto que tem as seguintes vantagens: - Muito mais rápido de ser instalado - poupa tempo. - Uma solução técnica melhor - com NBR como uma solução de vedação, por exemplo. - Mais fácil de ser usado - pode ser novamente desmontado, por exemplo. - Uma aparência visual muito melhor no telhado. - Possibilidade de se combinar com cores especiais dos telhados praticamente imediatamente - flexibilidade.
[035] Um parafuso útil para chapas asfálticas onduladas é ilustrado na figura 6, em que a Figura 6a ilustra o parafuso em uma viste tridimensional e a figura 6b em uma vista em seção transversal. Este parafuso tem uma ponta em broca 14 na sua ponta, o que é mostrado em uma perspectivamaior na Figura 6c.
[036] A ponta em broca é útil nos casos em que aschapas onduladas, especialmente as chapas asfálticas, são fixadas a uma construção de telhado com chapas de ao/ferro, tendo uma espessura de até 2 mm, por exemplo. Para se ter uma boa fixação a tal construção de telhado, a rosca do parafuso tem um passo pequeno, tal como de somente 1,35 mm, conforme ilustrado na Figura 8b. Assim, mesmo em chapas deaço como parte da construção de telhado, mais de uma voltase encontra no interior do furo na chapa de aço, o que produz uma fixação estável em comparação com parafusos com um passo maior, o que é normalmente usado para chapas onduladas embora não seja habitualmente usado para chapas asfálticas.
[037] Conforme se pode ver melhor na Figura 6c, a pontaem broca 14 tem um diâmetro que é inferior ao diâmetro da espiga 9. O diâmetro da ponta em broca, por exemplo, é de 2,4 ± 0,05 mm, e o diâmetro da espiga é de 3,05 mm ± 0,05mm. Quando se compara com a parte rosqueada 5 que compreende uma espiga rosqueada 5a com um diâmetro secundário, de 2,8 mm, por exemplo, e uma coroa 5b com um diâmetro principal de 3,9 mm, por exemplo, o diâmetro da ponta em broca 14 é inferior ao diâmetro secundário da parte rosqueada, sendo o diâmetro secundário de 2,8 mm, por exemplo, e o diâmetro principal (ao redor da coroa) é de 3,9 mm. As dimensões possíveis são indicadas nas Figuras 8a e 8b. Como a ponta em broca 14 tem um diâmetro que é menor do que o diâmetro secundário da parte rosqueada, o parafuso é útil para uso na madeira, uma vez que o furo produzido não enfraquece a fixação da parte rosqueada 5 no material de madeira. A ponta em broca tem vantajosamente um diâmetro que é pelo menos 10% ou 15% menor do que o diâmetro secundário da parte rosqueada.
[038] Assim, o fato do parafuso ter uma ponta em broca torna o mesmo útil para a fixação a metal e o dimensionamento do parafuso com uma ponta em broca que tem um diâmetro inferior ao diâmetro secundário da parte rosqueada entre as voltas torna-o útil para a construção de madeira. Vantajosamente a parte rosqueada tem um passo inferior a 1,5 mm, tendo entre 1,2 e 1,5 mm, por exemplo, ou entre 1,3 e 1,4 mm, ou aproximadamente 1,35 mm. Tal passo torna-o útil para a fixação a chapas de aço de até 2 mm e ainda é suficientemente bruto para se fixar satisfatoriamente a madeira.
[039] Devido à perfuração e fixação em chapas de aço de até 2 mm, a ponta em broca na ponta deve ter um comprimento maior do que 2 mm. Por outro lado, a ponta em broca é vantajosamente curta para não dominar o parafuso durante a fixação. Por este motivo, pode ser considerado útil um comprimento entre 3,0 e 4,0 mm.
[040] Conforme se pode ver facilmente na Figura 6c e Figura 8b, o parafuso tem uma região de transição 15 em que tanto o diâmetro secundário como o diâmetro principal da parte rosqueada 5 se estreita conicamente na direção da ponta em broca 14. A parte rosqueada continua sobre esta região de transição até a ponta em broca 14. Como a parte rosqueada começa exatamente na ponta em broca 14, o parafuso tem propriedades de fixação muito boas em chapas de aço e corta o seu caminho através do material afastando o aço pelo diâmetro gradualmente crescente da parte rosqueada. A região de transição tem um comprimento vantajoso entre 2,5 e 3,9 mm, ou entre 2,7 e 3,7 mm, ou entre 3,0 e 3,4 mm ou 3,2 mm.
[041] Tipicamente a relação do comprimento da ponta em broca para o diâmetro da ponta em broca é superior a 1,5. Foi constatado para os fins da presente invenção que é vantajoso que esta relação seja inferior a 1,5, encontrando-se, por exemplo, entre 1,3 e 1,5, ou entre 1,40 e 1,48, ou entre 1,44 e 1,47 ou entre 1,45 e 1,46.
[042] Tipicamente para parafusos deste tipo, a relação entre o passo e o diâmetro principal da parte rosqueada é superior a 0,40. Foi constatado que para o parafuso para os fins da presente invenção para construções de telhados de aço e de madeira como suporte para a chapa ondulada ela é inferior a 0,40, encontrando-se, por exemplo, entre 0,31 e 0,39, ou entre 0,33 e 0,37, ou entre 0,34 e 0,36, ou sendo de 0,35.
[043] Um comprimento vantajoso do parafuso é entre 55 e 75 mm, tal como, por exemplo, entre 60 e 66 mm, ou entre 62 e 64 mm ou sendo de 63 mm.
[044] O comprimento da rosca é de aproximadamente metade do comprimento integral do parafuso, constituindo, por exemplo, entre 40 e 60 % do comprimento do parafuso. Para um parafuso que tem um comprimento de 63 mm, um comprimento vantajoso da parte rosqueada é de 31,5 mm.
[045] Os diversos parâmetros acima são úteis individualmente, mas podem ser opcionalmente combinados selecionando-se diversos dos parâmetros ou combinando todos eles para um parafuso vantajoso.
[046] A Figura 7a em uma vista em seção transversal, a Figura 7b em vista da extremidade superior e a Figura 7c em vista tridimensional ilustram uma cabeça de um parafuso semelhante ao parafuso da Figura 6, mas com uma arruela diferente. Esta arruela é integralmente fabricada de polímero, por exemplo, PVC (poli(cloreto de vinila)).
[047] O parafuso é desenvolvido para chapas asfálticas, mas será também útil para outros tipos de chapas, especialmente para chapas onduladas fabricadas de metal, plástico ou cimento.