MXPA97005814A - Placa de sujecion para unir la membrana del techo - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un elemento de fijación para sujetar una membrana para techos a un techo, que comprende:una placa rígida substancialmente plana que tiene una abertura, definida dentro de una porción substancialmente central de dicha placa substancialmente plana, para recibir un sujetador para asegurar el elemento de fijación a un techo, y una región rígida periférica no deformable que tiene una porción de borde aún más periférica;la región rígida periférica no deformable que tiene una pluralidad de formaciones de fijación formadas dentro de la porción de borde mucho más periférica de la misma para unir la membrana para techos y evitar desplazamiento de la membrana para techos con relación a la placa.

Description

PLACA DE SUJECIÓN PARA UNIR LA MEMBRANA DEL TECHO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona de forma general con los sistemas de techado que incluyen membranas resistentes al agua, y específicamente a las láminas para asegurar estas membranas a la cubierta del techo. En ciertas instalaciones de techado modernas para edificios de comercio e industrias que tiene un diseño de techo plano, se coloca una capa de aislamiento en una cubierta de techo de acero generalmente corrugada para protección contra los elementos. La membrana se proporciona en rollos que tiene frecuentemente un ancho de seis pies (15.24 cm) . El método común para asegurar la membrana del techo al techo es unir los bordes de la hoja de la membrana a la cubierta utilizando sujetadores que pasan a través del aislante. El sujetador que se utiliza más comúnmente es un tornillo alargado que pasa a través de la lámina o arandela. Estos conjuntos de sujetadores (tornillo y lámina) se colocar a intervalos regulares a lo largo del borde de la membrana, como por ejemplo cada seis pulgadas. Una vez que la membrana del techo se asegura de esta forma, se coloca otra capa paralela, y con sus bordes superpuestos, al borde de la hoja ya asegurada. De esta forma, las láminas sujetadas se cubren por el borde de la hoja de la segunda membrana en la región de superposición. Luego, se utiliza una pistola de calor para calentar la parte superior e inferior de las hojas superpuestas hasta el punto de fusión, y se presionan juntas. A medida que las hojas de la membrana se enfrían, se pegan juntas. Este proceso se continúa hasta que se cubre todo el techo con la membrana del techo. Se ha encontrado que, debido a que la membrana se expone a los elementos, ésta puede sufrir por vientos de alta velocidad que soplan a lo largo del techo lo que causa fuerzas elevadoras o de levantamiento. A medida que esto ocurre, la membrana tiende a levantarse y a ejercer una fuerza hacia arriba en un borde de la placa, lo que causa que la placa se mueva o bascule hacia atrás en dirección lejos de la fuerza. La vasculación evita que el sujetador sea jalado del techo al aliviar la fuerza dirigida al borde, pero estos también permite que la membrana se deslice desde la placa de abajo, y en cierto punto, causa que la membrana se desgarre alrededor del sujetador. La vasculación también ocasiona que el borde de atrás de la placa presione la membrana en aislamiento. Una desventaja de las placas convencionales es que no permiten la suficiente basculación. En consecuencia, se aplica una mayor cantidad de carga elevadora al tornillo, lo que promueve la liberación del tornillo en la cubierta. En el caso de que la placa sea redonda, la carga se concentra en una área pequeña, lo que resulta en el debilitamiento de la membrana y el desgarre a paso acelerado. Una vez que la membrana se desgarra en un punto, la tensión en el sujetador adyacente en cada lado de el punto de rasgado ocasionará que estos se desgarren y fallen más rápidamente. Eventualmente toda la hoja se separará del techo. Una placa conocida para asegurar una membrana del techo se presenta en la Patente de los Estados unidos No, 4,787,188 a Murphy. Murphy presenta una placa circular que tiene púas en su superficie más inferior, la superficie que mira hacia la membrana más cercada a la cubierta del techo. Las puás están diseñadas para evitar que la membrana se deslice de la placa de abajo. Una desventaja o inconveniente del dispositivo de Murphy es que las púas penetran en la membrana y dañan las fibras de refuerzo dentro de la membrana. Estas perforaciones tienden a causar que la membrana se desgarre. Otra desventaja de la placa de Murphy es que se ha encontrado que el borde circular concentra la carga en un área pequeña y tiene a debilitar y desgarrar la membrana. Otra placa conocida para asegurar la membrana del techo es una placa de forma oblonga, plana y delgada que tiene un reborde de soporte seguido, y se coloca ligeramente detrás de, el borde de la periferia de la placa. El reborde sobresale de la superficie de abajo o más inferior de la placa, que es el lado que hace contacto con la membrana más cercana a la cubierta del techo, y se intenta para reforzar la placa. Una desventaja de esta placa es que no evita el deslizamiento de la membrana, y en consecuencia resulta en el deslizamiento de la membrana y el desgarre alrededor del sujetador. Otra desventaja de este tipo de placa es que, a pesar del reborde de soporte, la placa tienen a doblarse bajo la presión y se deforma. Por lo tanto, es un primer objetivo de la presente invención proporcionar una placa mejorada para unir la membrana del techado a un techo que distribuye la carga igual sobre el perímetro de la placa para evitar la concentración de la carga en la membrana cuando la membrana se somete a las fuerzas de levantamiento. De esta forma, la membrana se protege del desgarre. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una placa mejorada para unir la membrana del techado al techo lo que permite que cierto grado de vasculación para evitar que el sujetador se fuerce lejos del techo. Aún otro objetivo de la presente invención es proporcionar una placa mejorada para unir una membrana de techado a un techo que se configura para reducir el deslizamiento de la membrana de abajo de la placa de forma que la membrana no se desgarre en el lugar del sujetador.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar una placa para la unión de la membrana de techado mejorada que sea suficientemente fuerte para resistir el doblado y deformación.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Los objetivos antes identificados se logran o superar mediante el elemento de sujeción de la presente para unir una membrana de techado al techo. En la forma de realización preferida, el elemento de sujeción es una placa de forma oblonga con una costilla para agregar fuerza a la placa. En las placas similares anteriores, la costilla de la placa presente sobresale de la superficie más superior de la placa y tiene una forma que corresponde, aún colocado atrás de, al borde periférico de la placa. La formación de sujeción también proporciona un borde en la placa periférica para evitar que la membrana se deslice. Generalmente se localiza una abertura en el centro de la placa. El tamaño de la abertura es de forma tal que permite una vasculación dentro de un promedio angular óptimo, cuando se somete a una fuerza para levantar la membrana. Más específicamente, el elemento de sujeción para unir la membrana de techado al techo incluye una placa generalmente plana que tienen una abertura y un borde periférico. El borde periférico de la placa incluye una pluralidad de formaciones de sujeción para evitar el deslizamiento de la membrana del techo en relación a la placa. Además, la abertura se localiza en una porción central, generalmente plana de la placa y es suficientemente grande en diámetro relativo al diámetro de un sujetador roscado correspondiente para permitir la vasculacion antes descrita.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es una vista de corte seccional del elemento de sujeción de la presente invención unida al techo; la FIGURA 2 es una vista en corte seccional del elemento de sujeción de la presente invención como se presentó en la FIGURA 1 reaccionando a la fuerza aplicada; la FIGURA 3 una vista superior del elemento de sujeción de la presente; la FIGURA 4 es una vista de corte seccional tomada a lo largo de la línea 4-4 en la FIGURA 3 y en la dirección indicada generalmente; la FIGURA 5 es una vista de corte seccional tomada a loa largo de la línea 5.5 en la FIGURA 3 y en la dirección indicada generalmente; la Figura 6 es una vista superior de otra forma de realización de la presente invención; la FIGURA 7 es una vista de corte seccional tomada a lo largo de la línea 7-7 en la FIGURA 6 en la dirección indicada generalmente; la FIGURA 8 es una vista de corte seccional tomada a lo largo de la línea 8-8 en la FIGURA 6 en la dirección indicada generalmente; la FIGURA 9 es una vista superior de un elemento de sujeción de la técnica anterior; y la FIGURA 10 es una vista de corte seccional tomada a lo largo de la línea 10-10 de la FIGURA 9 y en la dirección indicada generalmente.

DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA En referencia ahora a la FIGURA 1, se muestra un elemento de sujeción y generalmente se designa con el número . El elemento de sujeción 10 es básicamente una placa que ya ce en la parte superior de una membrana de techado termoplástica 14, que se hace de un material resistente al ambiente, durable como por ejemplo PVC, y que se proporciona en forma de hoja en rollos que tienen un ancho de 4 hasta 10 pies (1.20 metros hasta 3.00 metros). Debajo de la membrana para le techo 14 está la capa de aislamiento 16 que puede ser cualquier material de aislamiento convencional utilizado en las instalaciones de techo, como por ejemplo espuma de poliisocianurato . Un soporte para el aislamiento 16 se proporcionar mediante una hoja de cubierta de techo 18, que se preferiblemente acero calibrado 22 que tiene una forma corrugada para agregar fuerza. Un sujetador 20 que tiene una cabeza 22 y una pierna 24 aseguran la placa 10 a la cubierta del techo 18. El sujetador 20 se inserta a través de una abertura 26 localizada generalmente en el centro de la placa 10. Se prefiere que la abertura 26 tenga un diámetro que es suficientemente más grande que el diámetro de la pierna 24, de forma tal que la placa 10 pueda vascular en relación al sujetador como se describe anteriormente. AL pasar a través de la membrana 14 y el aislante 16, el sujetador 20 se martilla o atornilla en la cubierta del techo 18, dependiendo del tipo de sujetador que se utilice, por ejemplo tornillo o clavos. En la forma de realización preferida, el sujetador 20 es un tornillo de hoja de metal, alargado del tipo de auto roscado vendido por IT Buildex, Itasca, Illinois o un equivalente . La instalación de la membrana del techo 14 involucra colocar una hoja de la membrana superior 28 en paralelo con la hoja de la membrana inferior 30, con los bordes superpuestos en una cantidad especificada por el productor, preferiblemente aproximadamente 5 hasta 6 pulgadas (aproximadamente 12.70 cm hasta 15.24 cm) . Las placas 10 y los sujetadores correspondientes 20 se utilizan para asegurar la hoja superior 30 a la cubierta del techo 18 en los intervalos especificados, como por ejemplo 6, 12 ó 18 pulgadas (15.25cm, 30.48cm ó 45.72cm) a lo largo de los bordes. Una vez que la hoja de la membrana inferior 30 se une a la cubierta del techo 18, la hoja superior 28 se coloca encima de la placa 10, y se sóida a la hoja de la membrana inferior 30 utilizando una pistola de calor. De esta forma, la placa 10 se cubre con la hoja superior 28 (que se aprecia mejor en las Figuras 1 y 2), por lo que evita que el agua se pase en el aislante 16 a través de los hoyos hechos por los sujetadores 20. En referencia ahora a la FIGURA 2, la placa 10 se muestra reaccionando a la fuerza que se aplica a la misma mediante las hojas de la membrana superiores e inferiores 28, 30, que ondea hacia arriba a medida que el viento se crea una presión negativa arriba, del techo. Las hojas de la membrana superior e inferior 28, 30 se separan entre sí en ángulos iguales 36, 37 en relación con la horizontal en el punto donde se soldaron juntos. Como resultado de esto, el borde 32 de la placa 10 cerca del área soldada 34 se carga en dirección lejos del área soldada 34. La placa 10 se configura preferiblemente de forma tal que el grado de vasculación se restringe al máximo desde aproximadamente 30 hasta 60 grados de la horizontal, como se muestra por el ángulo 38 en la FIGURA 2.

La restricción de la vasculación hasta menos de aproximadamente 30 grados permite que las hojas de membrana elevadas 28, 30 creen un brazo momento más largo que ejerce una nivelación más grande en la placa 10 y el sujetador 20. Eventualmente, estas fuerzas causan que el sujetador 20 se doble, se suelte y/o eventualmente se desenganche de la cubierta del techo 18. La vasculación restringida también ejerce más fuerza en el lado interno de la cabeza 22, que tiene una tendencia de hacer saltar la cabeza del sujetador 22. Por otra parte, si se permite que la placa 10 bascule más allá de los 60 grados, la porción de la fuerza de empuje de la membrana que actúa para empujar la membrana 30 alrededor de la placa 10, que es una función del ángulo de la placa 38, aumenta hasta el punto en donde no puede ser contrarestada por el borde lateral más alargado del sujetador 40 opuesto a las áreas soldadas 34. Por- lo tanto, la membrana 30 se desliza a lo largo de la placa 10. Al permitir que la placa 10 bascule dentro del promedio del ángulo deseado, la presión que se ejerce en el sujetador 20 se alivia, y se permite que la membrana 30 se deslice a lo largo de la placa 10. En referencia ahora a las FIGURAS 3, 4 y 5, el elemento de sujeción 10 es, básicamente, una placa plana que tiene un borde de periferia oblongo 42. La placa 10 se puede troquelar a partir de un metal plano o se puede moldear por inyección de la rigidez deseada y de un material polimérico durable como por ejemplo nilón (se aprecia mejor en las FIGURAS 6-8) . En la forma de realización preferida, el borde de la periferia 42 incluye una pluralidad de muescas 44 separadas a lo largo de los dos lados más largos 40. Las muescas 44 se configuran para aumentar la fricción entre el borde lateral 40 y la membrana 14 para evitar que la membrana 14 se deslice en relación a la placa 10. De acuerdo con esto, las muescas 44 deben ser lo suficientemente profundas para crear la fricción que se requiere para evitar el deslizamiento, pero no tan profundas para causar el desgarre en la membrana 14. En la forma de realización preferida, las muescas tiene una profundidad de aproximadamente 0.015 pulgadas. Se contempla que la orientación, número, forma, profundidad y separación de las muescas 44 puede variar con la aplicación, incluyendo, por ejemplo, las ranuras similares a hileras arregladas en paralelo o en patrones en forma de cuadros . También provisto en la placa 10 está en la superficie inferior 48 y en la superficie superior 50. Luego de la instalación, la superficie inferior 48 mira hacia la hoja de la membrana inferior 30 y la superficie superior 50 mira lejos de la hoja de la membrana inferior 30 (se aprecia mejor en las FIGURAS 1 y 2) . Generalmente la abertura 52 se localiza central en la placa 10 para recibir el sujetador 20. La abertura 52 y el sujetador 20 determinan la cantidad de vasculación del elemento de sujeción 10 que se permite y por lo tanto, la dimensión de la abertura 52 corresponde generalmente a aquella del sujetador 20. Por ejemplo, con el sujetador 20 teniendo un diámetro de pierna de aproximadamente 0.203" y un diámetro de la cabeza de 0.440", se prefiere una abertura 52 de 0.270" para proporcionar un grado óptimo de vasculación (máximo 30° hasta 60°). La vasculación también se puede acomodar con el uso de costillas o protuberancias (no se muestran) en la parte de abajo de los lados de la cabeza 22. La costilla 54 se localiza en la placa 10 entre el borde periférico 42 y la abertura 52. Cuando se ve desde la parte superior, la costilla 54 define un perímetro más interno y más externo 56, 58 que generalmente, corresponde al borde de la periferia 42 (se aprecia mejor en la FIGURA 3) . La costilla 54 sobresale hacia arriba desde la superficie superior 50 de forma tal que es convexa cuando se ve desde arriba y cóncava cuando se ve desde abajo (se aprecia mejor en las FIGURAS 4 y 5) . Cuando la membrana ejerce una fuerza 14, la costilla 54 proporciona una fuerza adicional a la placa 10 para evitar que se doble o deforme. De esta forma, la costilla 54 se configura para proporcionar un máximo de soporte a la placa 10. El perímetro más exterior 56 de la costilla 54 define un labio 60 que se extiende desde el perímetro más exterior 56 hasta el borde periférico 42 de la placa 10. Cuando la placa 10 se une a la membrana 14, la parte de abajo del labio 60 descansa al ras en la membrana 14 (se aprecia mejor en las FIGURAS 1 y 2) . La base interna 62 se define por el perímetro interno 58 e incluye dos ranuras paralelas 64. Cada una de las ranuras se localiza entre la abertura 52 y el perímetro interno 58, y substancialmente extiende la longitud de la porción recta del perímetro interno 58 (que se aprecia mejor en la FIGURA 3) . Ambas ranuras 64 sobresales hacia abajo desde la superficie inferior 48 de la placa 10 de forma que aparece convexa cuando se ve desde abajo y aparece como un par de ranuras paralelas cuando se ve desde arriba. También provisto en la base interna 62 está una porción del alojamiento abatido circular, generalmente plano 66 que está normalmente concéntrico con la abertura 26. La porción del alojamiento 66 sobresale hacia abajo desde la superficie inferior 48 entre las ranuras 64 y conecta dos ranuras 64. La superficie de la porción del alojamiento 66 es generalmente plana para permitir que la cabeza 22 del sujetador 20 descanse de forma pareja en la misma (se aprecia mejor en la FIGURA 4) . Será evidente de las FIGURAS 4 y 5 que la porción del alojamiento plano 66 es el punto más bajo en la placa 10 y que la parte superior de la costilla 54 es el punto más lato de la placa 10. Se prefiere que la distancia entre los puntos más alto y más bajo, indicados con la letra "H" (se aprecia mejor en la FIGURA 5) se maximiza comparado con las placas convencionales para proporcionar una fuerza adicional a la placa 10, y para acomodar el promedio de vasculación preferido. En la forma de realización preferida, la distancia H está en el orden de 0.250 pulgadas, sin embargo se contemplan otros tamaños dependiendo de la aplicación. Mientras en la forma de realización que se ha descrito anteriormente la placa de sujeción 10 está formada de metal, de acuerdo con otra forma de realización de la presente invención, el elemento de sujeción se forma de plástico. Se debe entender que el elemento de sujeción de plástico de la presente invención cubre o pasa los objetivos anteriormente identificados igual de bien que el elemento de sujeción formado de metal. Sin embargo, debido a las diferencias en las propiedades del plástico y del metal, la configuración del elemento de sujeción de plástico se modifica de forma acorde. En referencia ahora a las FIGURAS 6, 7 y 8, se muestra el elemento de sujeción formado de un plástico y que se designa generalmente con el número 68. El elemento de sujeción 68 es, básicamente una placa plana que tiene un borde periférico oblongo 72. En la forma de realización preferida, el borde periférico 72 incluye indentaciones 74 que se separan a una distancia igual a lo largo de los dos lados más largos 76. De forma alternativa, las indentaciones 74 también pueden estar en forma de protuberancias (no se muestran) unidas a los lados 76. Las indentaciones 74, al igual que las muescas 44 en el elemento de sujeción de metal 10, evita que la membrana 14 se deslice en relación con la placa 68. También se proporciona en la placa 68 una superficie inferior 78 y una superficie superior 80. Luego de la instalación, la superficie inferior 78 mira hacia la hoja de la membrana 30 y la superficie superior 80 mira lejos de la hoja de la membrana 14. Cuando se ve desde arriba, la superficie superior 80 es ampliamente convexa. Se coloca una abertura 82 generalmente centrada en la placa 68. También en la placa 68 se localiza un ensanchador 84, que está concéntrico a la abertura 82. En la forma de realización preferida, el diámetro del ensanchador 84 es mayor que aquel de las aberturas 82. De esta manera, la cabeza 22 del sujetador 20 descansa dentro del ensanchador 84 y la pierna 24 pasa a través de la abertura 823 hacia la cubierta del techo 18. Dependiendo de la superficie superior 80 de la placa 58, y siguiendo el borde de la periferia 72 está el marco o estructura 86. La costilla de fuerza, arqueada 88 también depende de la superficie superior 80 y se localiza de forma concéntrica alrededor del eje de las aberturas 82. Ocho costillas, generalmente separadas radiales, iguales 90 se extiende desde la costilla arqueada 88 a la estructura 86 (que se aprecia mejor en la FIGURA 6) . La estructura 86, la costilla arqueada 88 y las costillas radiales 90 penden de la superficie superior 80 a una distancia prácticamente igual, de forma que la placa que se coloca en la membrana 14, está generalmente plana (se aprecia mejor en las FIGURAS 7 y 8) . La configuración de estas costillas permiten que las porción de retención de la pierna central 92 bascule independientemente de las costillas radiales arqueadas 8, 90, cuando un lado 76 de la placa 68 se empuja hacia arriba por la membrana 14. En referencia ahora a las FIGURAS 9 y 10, el elemento de sujeción de la técnica anterior se designa generalmente con el número 100. El elemento de sujeción 100 es un metal troquelado para formar una placa generalmente plana que tiene un borde periférico oblongo 102, y una abertura generalmente central 104 que acomoda un sujetador similar al sujetador 20. La placa 100 tiene una superficie superior 106 y una superficie inferior 108, esta última engancha la membrana 14. Localizado entre el borde periférico 102 y la abertura 104 está la ranura generalmente oblonga 119 que corresponde a, y se coloca detrás de, el borde de periferia 102. Un borde más externo 112 déla ranura 110 define un labio periférico 114. El borde interno 116 de la ranura 110 define una porción interior generalmente plana 118. Circunscribiendo la abertura 104 está una porción embutida generalmente plana 120 configurada para acomodar la cabeza del sujetador 20. Aunque la placa 100 se adapta a fuerza generadas por el viento mayores a las de las placas similares de la técnica anterior, se ha encontrado que las fuerzas actúan en una o más de las esquinas del borde periférico 102, lo que ocasiona frecuentemente que las esquinas se doblen hacia arriba. La forma resultante es generalmente una placa triangular, con una punta que tiene a desgarran la membrana 14. Además, la placa 100 no es efectiva para evitar el deslizamiento de la membrana en relación con la placa. Mientras que no se conoce específicamente la razón porque la placa 100 no es satisfactoria, y la placa 10 mucho más fuerte que las placas anteriores, se. verá que la ranura 110 proyecta hacia abajo y en la membrana y aislante, mientras que la costilla 54 de la presente placa 10 se proyecta hacia abajo, aparentemente proporcionar más resistencia contra las fuerzas de empuje generadas por el viento. Entre otras cosas, esta característica de la placa 10 aumenta su rigidez y resistencia a las fuerzas generadas por el viento. Se apreciará que una ventaja significativa del elemento de sujeción de la presente es que tiene forma oblonga que distribuye la carga igualmente a lo largo de sus lados de forma que la membrana no se desgarrará. Otras ventaja principal de la presente invención es que el elemento de sujeción se permite vascular dentro de un promedio de ángulo particular para evitar que el sujetador se separe y retire del techo. Aún otra ventaja de la presente invención es que los lados de las formaciones de sujeción evitan que la membrana se deslice en relación con el elemento de sujeción. Aún otras ventaja de la presente invención es que las costillas sobresalen hacia arriba, por lo que se proporciona un aumento en la fuerza del elemento de sujeción para la resistencia a doblarse y deformarse. Mientras se han mostrado y descrito diferentes formas de realización del elemento de sujeción de la invención, resultará aparente para aquellos expertos en la técnica que se pueden hacer cambios y modificaciones a la misma sin apartarse de la invención en sus aspectos más amplios y se establece en las siguientes reivindicaciones.

Claims (2)

REIVINDICACIONES

1 . Un conjunto de sujeción para unir una membrana de techo sobre un material aislante y en el techo, que comprende : una placa generalmente plana que tiene un borde de periferia*' oblongo, la placa incluye una superficie superior y una superficie inferió:., en donde luego de la instalación del techo, la superficie superior mira lejos de la membrana del techo y la superficie inferior mira hacia la membrana; la placa que además incluye una costilla que corresponde al borde de la per feria, la costillas se configura para proyectarse desde la superficie superior; la costilla define una porción de la base interna; un elemento de sujeción que incluye una cabeza y una pierna con un diámetro para asegurar la placa al techo; y la base interna que tiene una abertura con un diámetro para recibir el elemento de sujeción; en donde el diámetro de la abertura es suficientemente más grande que el' diámetro de la pierna para permitir que la placa bascule dentro de un promedio angular óptimo cuando se ejerce una fuerza en la placa por la membrana del techo.

2. El conjunto de sujeción como se define en la reivindicación 1, en que el promedio angular óptimo es de 30° hasta 60° desde la membrana del techo.