PT758427E - Poste perfilado de vedacao feito de material de polimero - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO “Poste perfilado de vedação feito de material de polímero” O invento refere-se a um poste perfilado de vedação, feito de material de polímero, reforçado com um certo número dc arames de reforço contínuos em aço que correm na direcção longitudinal de uma extremidade para a outra, os quais têm um diâmetro que varia ente 1,5 c 5 mm c os quais estão embutidos numa relação de aderência no referido material de polímero

Tais postes são implantados no solo e, quando é exercida uma força transversal sobre o poste, t* IikuI onde especificamente o poste emerge do solo é sujeito a um grande momento de flexão. Por forma a melhor resistir a isto, os postes são usualmente tubulares ou, em geral, perfilados. Isto significa que a área superficial da secção transversal útil (secção transversal do material) c no máximo 30% da área superficial da figura convexa circunscrita mais pequena possível, tal como é o caso com a maior parte das formas tubulares, perfis em L, perfis em T c perfis em 1 orientados de acordo com a direcção antecipada das forças transversais. Dc modo a ser útil como poste, uma tal figura convexa tem de ter um diâmetro equivalente, isto c o diâmetro do círculo ter a mesma área superficial, que varie entre 2 e 25 cm e usualmcnte entre 3 e 12 cm. Ainda que a partir deste ponto para a frente o invento venha a ser adicionalmente explicado especificamente em relação aos postes tubulares de vedação, deve ficar claro que o invento sc estende à inclusão de quaisquer postes perfilados de quaisquer que sejam as dimensões especialmente adaptadas.

Tais postes tubulares para vedação são já conhecidos, por exemplo, a partir do pedido de patente Alemã n°. 8600065. Neste caso o poste é reforçado com um certo número de arames de reforço contínuos em aço que correm na direcção longitudinal de uma extremidade para a outra, tendo estes arames um diâmetro de cerca de 3 mm e podendo ser embutidos no referido material de polímero numa relação de aderência. Em geral, o invento será utilizado para postes nos quais os arames de reforço têm uma espessura que varia entre 1,5 e 5 mm e preferivelmente entre 2 e 4 mm.

Além disso, o material de polímero para um tal poste será em geral um PVC duro ou um copolímero de PVC com outro monómero, tal como acetato de vinilo, ou um polipropileno ou polietileno HD. Tais postes são produzidos por meio de um processo de extrusão no qual os arames de reforço são alimentados na direcção da extrusão para a entrada da máquina de extrusão. No caso onde, devido à aderência química e/ou mecânica, os próprios arames de reforço já aderem suficierrtemente de modo firme ao material de 2 87 297 ΕΡ Ο 758 427 /ΡΤ polímero, e/ou onde os arames exibem suficientes irregularidades ou imperfeições de superfície para a aderência, então, quando da alimentação para dentro da máquina de extrusão, os arames não necessitam de ser revestidos com uma camada adesiva especial, o chamado “primário”. Em outros casos, tais como na situação do PVC duro sobre arame de reforço macio, será necessário revestir em primeiro lugar o último com um primário, uma técnica de fabrico bem conhecida para arames plastificados.

Tal como já se mencionou, tais postes são implantados no solo, frequentemente fundidos num bloco de betão, e quando o poste é sujeito a uma força transversal, o local no poste onde o mesmo emerge do solo é sujeito a um momento de flexão particularmente grande. Com o aumento desta força transversal, um poste convencional irá ceder de um modo relativamente rápido sob o aumento do momento de flexão e exibir um vinco permanente, tendo assim de ser substituído na vedação. E um objectívo do invento proporcionar um poste do tipo descrito acima, isto é, feito de material de polímero e reforçado com arames de aço, por meio do qual é obtida uma resistência mais elevada a um tal momento de flexão, sem ter de complicar o reforço e/ou pôr em jogo a aptidão para extrusão do material de polímero juntamente com o reforço.

De acordo com o invento, os referidos arames de reforço têm uma estrutura martensítica temperada e endurecida em óleo e um limite elástico de pelo menos 1200 N/mm2. A ideia que está subjacente ao invento refere-se ao facto de, até agora, os esforços para melhorar a resistência à flexão terem estado sempre focados em fazer com que os arames de reforço adiram melhor ao material de polímero, de modo que estes arames possam suportar melhor as forças de traeção a partir do material de polímero. Porém aqui o facto foi tolerado, isto é, quando se flecte um tal poste, o padrão convencional de distribuição de forças não se aplica, no qual sobre a secção transversal do poste existiria apenas uma zona de traeção, uma zona de pressão e uma linha neutral entre as duas. De facto, quando da flexão, o material de polímero entre os arames é sujeito a grandes tensões de corte na direcção longitudinal. Uma vez que, por fonna a manter o processo de extrusão simples e fácil, não é proporcionado reforço transversal, o material de polímero entre os arames começa a deslocar-se de modo relativamente fácil na direcção do corte longitudinal. Devido a isto, o padrão de distribuição de forças começa a afastar-se do padrão convencional e começa a tender para uma sobreposição das mesmas, numa configuração na qual cada arame de reforço separado com o material de polímero à volta do mesmo exibe a sua própria zona de pressão, zona de traeção e linha neutral. Isto implica que os arames de reforço, e mais cspecialmcntc aqueles localizados longe da linha neutral convencional, estejam de facto 8'/ 29 ί ΕΡ Ο 758 427 /ΡΤ 3

muito menos sujeitos do que o normal às forças de tracção e de pressão, mas estão grandemente sujeitos às forças de flexão. Por isso, para estes arames, não é uma questão de suportar melhor as forças de tracção mas antes poder resistir bem à flexão permanente. Por isso, é necessário que os arames rijos sejam: grossos e feitos de aço com um elevado limite elástico. Até agora, não era dada atenção a este facto c cra proposto que, entre outras coisas, os arames de reforço pudessem ser substituídos por feixes de arames.

Hxiste ainda outro efeito lateral importante quando é utilizado um tal reforço com arames rijos: estes postes podem ser surpreendentemente muito flectidos sem deixarem um vinco permanente. Os mesmos podem de facto ser flectidos muito para lá do limite elástico do material de polímero relativamente macio, de modo que o último mostre de facto uma deformação plástica. Porém neste ponto, os arames de reforço ainda não atingiram o seu limite elástico: nem em flexão nem, para os arames que estão localizados longe da linha neutral convencional, em tensão ou pressão. Quando o poste é libertado, todos os arames procuram recuperar quer a sua rectidão original quer o seu comprimento original. Graças à sua grande rigidez, combinada com a boa aderência, os mesmos irão arrastar conjuntamente o material de polímero neste movimento e a partir deste momento deformar o mesmo no sentido oposto de volta para a condição recta original dos arames e poste.

Quando um poste é reforçado com um certo número de elementos de reforço longitudinais em aço, deve assegurar-se em relação a cada elemento de reforço individual que, cada elemento, em adição a ter uma resistência normal à tensão ou pressão, possa também oferecer uma grande resistência contra a flexão na direcção esperada. Assim, em primeiro lugar, é melhor que tal elemento seja na forma de um arame grosso em vez de ser num feixe de vários arames que têm a mesma secção transversal total em aço. A medida convencional tomada com arames de reforço, em que arames grossos (os quais, normalmente falando, não sofreram uma grande redução de secção transversal durante a estiragem e assim não têm uma resistência à tracção apreciável) são substituídos por um feixe de arames mais finos, os quais depois sofrem uma redução em secção transversal mais elevada e assim possuem uma resistência à tracção mais elevada, não é por isso aqui recomendada. Pode contudo ser útil utilizar arames perfilados que têm uma resistência maior à flexão na direcção esperada da flexão. Para um poste redondo, os arames achatados com a dimensão mais larga de secção transversal que correm para n eixo central do poste podem deste modo ser utilizados com vantagem.

Contudo, mesmo quando é vantajosos para cada elemento de reforço individual consistir num único arame rijo, isto ainda não quer dizer que o reforço total para a totalidade da secção transversal útil do poste deva ser concentrado num úiúco elemento de reforço

87 297 ΕΡ Ο 758 427 /ΡΤ muito grosso ou num número muito pequeno de tais elementos. E necessária uma certa distribuição regular do aço de reforço, isto é, sobre diferentes elementos espalhados sobre a secção transversal. De tacto ao flectir, tal como já foi mencionado, cada elemento desenvolve a sua própria pressão e zona de tracção (incluindo uma linha neutral) à volta de si próprio no material de polímero. Quanto menor for o número de elementos sobre os quais este aço de reforço é distribuído, mais estas zonas se irão prolongar. Então, quando da flexão, as partes que se encontram demasiado longe de uma tal linha neutral podem começar a deslocar-se demasiado cedo e exibir uma deformação plástica excessiva e irreversível. Pode assim ser apresentado como uma norma que a distribuição não é uniforme, ou insulicientemente uniforme quando, ao exercer uma força transversal no topo do poste para produzir um desvio de 5o da vertical (linha a direito a partir do topo para o pé do poste) e depois remover esta força transversal, o poste não volte mais à sua posição vertical original. A distribuição a ser utilizada irá depender da geometria. Assim, será tomado como finalidade conseguir uma grande densidade nas partes da secção transversal do material que se encontram localizadas mais para lá da linha neutral convencional do que naquelas partes no centro. Estas partes que se encontram mais para fora irão participar em grande extensão no desenvolvimento da resistência à flexão devido ao facto de a sua resistência à tracção ou pressão ser melhor utilizada. Assim, uma forma tubular na qual os arames de reforço se encontram uniformemente distribuídos sobre o perímetro da parede do tubo é uma concretização preferida do invento.

Em geral, será assim apropriado, para as percentagens de reforço convencionais de 4 a 20%, manter a ordem usual de magnitude de diâmetros, na gama entre 1,5 e 5 mm, com um número limitado de arames de reforço únicos a ser alimentado para dentro da máquina de extrusão (de preferência de 2 a 4 mm para uma percentagem de 6 a 14%). “A percentagem de reforço” aqui significa: a percentagem da área superficial de aço comparada com a área superficial total do material cortado transversalmente na secção transversal do poste.

Embora, no que diz respeito à geometria, pareça ser apropriado manter as dimensões e geometrias usuais, no entanto, para o material em aço este não é o caso. O segundo ponto a que deve ser dada atenção é a rigidez do arame de reforço e o facto de que isto não é definido pela resistência à tracção do aço mas pelo seu limite elástico. Sob uma força de tracção que aumenta gradualmente no arame, como é conhecida, esta é a tensão por unidade de área superficial em corte transversal (e por isso em N/mm2) sob a qual o material começa a deslocar-se, isto é, sob a qual o mesmo começa a mostrar deformação plástica de uma maneira permanente. Então, a este respeito, os arames de reforço podem ser melhorados, de acordo com o invento, ao assegurar que o lnnite elástico do aço seja pelo menos 1200 5 87 297 ΕΡ Ο 758 427 /ΡΤ N/mm2, e preferivelmente mais de 1400 N/mm2 . Por este limite elástico quer-se dizer o chamado “limite 0,2”. Uma vez que o “início” do deslocamento é difícil de observar, na maioi paite dos testes normalizados este início é definido corno a situação em que é atingido um alongamento de 0,2%. Por forma a obter um tal limite elástico elevado é necessário endurecer o arame. É preferível alcançar a dureza necessária por meio do endurecimento em óleo. Aqui, tal como é conhecido, o arame com o diâmetro final é continuamente conduzido através de uma fornalha contínua onde é aquecido à temperatura de austenitização, e depois da saída da fornalha contínua o mesmo corre através de um banho em óleo onde é revenido e assim obtém uma estrutura martensítica, e após o que é alimentado através de um elemento de aquecimento onde a referida estrutura é amaciada até uma certa extensão porque a estrutura revenida pura é demasiado quebradiça. Quando estes tratamentos térmicos são levados a cabo em arame direito, então é assim obtido um bom arame direito para utilização na extrusão do poste. O invento é ainda explicado aqui com base num certo número de figuras que representam uma secção transversal do poste. A fig. 1 é um poste tubular redondo com uma espessura de parede regular e com uma distribuição uniforme dos arames de reforço; a fig. 2 é um poste tubular esscncialmente redondo com uma distribuição substancialmente uniforme dos arames de reforço; a fig. 3 é um poste tubular redondo com uma espessura de parede substancialmente regular e com engrossamentos em tomo dos arames de reforço; a fig. 4 é um poste tubular redondo com uma menor distribuição uniforme dos arames de reforço; a fig. 5 é um poste com um perfil em corte transversal em forma de I. A fig. 1 mostra um poste na forma de um tubo redondo 1 com uma espessura de parede regular. Aqui 3 é um arame de reforço. A linha a tracejado 2 representa uma rede de arame de vedação que está fixa ao poste. A forma do tubo, contudo, pode de qualquer modo ser apenas essencialmente redonda, o que significa que em certos locais a mesma afasta-se da forma redonda, tal como por exemplo os locais 4 onde uma rede de arame dc vedação 6 87 297 ΕΡ Ο 758 427 /ΡΤ será fixa com uma ligação de encaixe à pressão (fig. 2). A espessura da parede não necessita necessariamente de ser a mesma em todos os locais. Assim pode variar e a parede pode exibii eiigiossaiiienlos locais com a finalidade de proporcionar espaço para os arames de reforço quando os mesmos são relativamente grossos em relação à espessura média de parede (fig. 3). O tubo também pode ser quadrado ou rectangular. A espessura média de parede sobre a circunferência irá encontrar-se geralmente a variar entre 3 e 15% do diâmetro ou diâmetro equivalente do poste, e preferivelmente entre 5 e 10%.

Quando não se sabe em que direcção as possíveis forças irão ser aplicadas ao poste tubular, ou quando não se deseja tomar isto em consideração, então o número seleccionado de arames irá de preferência ser distribuído tão uniformemente quanto possível em tomo da circunferência da parede do tubo. Contudo, em locais onde a forma do poste se afasta do redondo, por exemplo para fixar a rede de vedação, também é possível afastar-se da distribuição estritamente uniforme (fig. 2, os arames de reforço 5 e 6), caso em que a distribuição é apenas substancialmente uniforme. Os arames não devem contudo estar distribuídos num número demasiado pequeno de arames de reforço, por razões que já foram apresentadas acima, nem num número demasiado grande de arames de reforço, uma vez que depois os arames serão mais finos e menos rijos. Por isso, é mais adequada uma distribuição num mínimo de 4 e num máximo de 30 arames.

Também são possíveis desvios a uma distribuição estritamente uniforme quando se pretende que o poste ofereça mais resistência contra as forças transversais no plano perpendicular à vedação. E então tomado em linha de conta que parte do padrão de distribuição de forças é ainda o padrão normalizado sobre toda a secção transversal, com uma zona de pressão, uma zona de traeção e uma linha neutral que correm de modo paralelo com a vedação. E utilizada por isso uma distribuição que envolve uma maior concentração de arames longe da linha neutral. É aqui feita referência à fig. 4, na qual a linha a tracejado 6 representa a linha neutral e a linha a tracejado 2 representa de novo uma rede de vedação. Neste caso, pode também ser escolhido um perfil de poste diferente, por exemplo um perfil em I, com os arames de reforço mais concentrados longe da linha neutral (fig. 5).

Lisboa, · -- —

PorN.V. BEKAERT S.A. - O AGENTE OFICIAL -

Claims (4)

1. 87 297 ΕΡ Ο 758 427 /ΡΤ 1/1 REIVINDICAÇÕES 1. Poste de vedação perfilado (1), feito de material de polímero reforçado com um certo número de arames de reforço contínuos (3) em aço que correm na direcção longitudinal de uma extremidade até à outra, os quais têm um diâmetro que varia entre 1,5 e 5 mm e os quais estão embutidos numa relação de aderência no referido material de polímero, caracterizado por os referidos arames de reforço (3) terem uma estmtura martensítica temperada e endurecida em óleo e um limite elástico de pelo menos 1200 N/mm2.
2. 2. Poste de vedação (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referido arames de reforço (3) terem um limite elástico de mais de 1400 N/mm2.
3. 3. Poste de vedação (1) de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o poste ter uma percentagem de reforço que varia entre 4 e 20%.
4. 4. Poste de vedação (1) de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o poste (1) ser tubular, no qual um número limitado de arames de reforço (3), entre 4 e 30 e com um diâmetro que varia entre 2 e 4 mm, está substancialmente distribuído de modo uniforme sobre a parede da conduta. Lisboa, Por N.V. BEKAERT S.A. - O AGENTE OFICIAL -