Покрівельний елемент з прихованим кріпленням

Винахід відноситься до покрівельного елемент з прихованим кріпленням. Такі покрівельні елементи виготовляють з листового матеріалу, які послідовно монтують поруч один за одним таким чином, що краї покрівельних елементів будуть розташовуватися на певній відстані з перекриванням країв суміжних покрівельних елементів, при цьому кожний покрівельний елемент включає, принаймні, одну сходинку, розташовану переважно поперек покрівлі та яка постачена, принаймні, одним кріпильним заглибленням для закріплення покрівельного елемента, принаймні, від однієї сходинки до наступного нижнього покрівельного елемента, при цьому покрівельний елемент містить, принаймні, один кріпильний буртик, розташований на верхньому краю покрівельного елемента для кріплення верхнього краю покрівельного елемента до опорної конструкції покрівлі та для притиснення і запирання, принаймні, одного кріпильного заглиблення нижнього краю покрівельного елемента до кріпильного заглиблення, розташованого у верхній частині наступного, розміщеного нижче покрівельного елемента. У теперішній час відомі покрівельні елементи, із яких може збиратися покрівля, еквівалентна профільній покрівлі, яка виконана з покрівельного листа, які кріпляться підряд та безперервно до дощок за допомогою цвяхів, шурупів або подібними засобами для кріплення. Такі покрівельні елементи можуть бути обладнані прихованим кріпленням, у такому разі точки закріплення знаходяться у таких місцях, які приховані під суміжним покрівельним елементом. Для того, щоб забезпечити інше кріплення покрівельного елемента та забезпечити допуски на вітрове навантаження, використовують покрівельні елементи, які містять кріпильні засоби, за допомогою яких послідовно розмішені один біля одного кріпильні засоби або покрівельні елементи прикріплюються один до одного за допомогою окремих кріпильних засобів. Такі покрівельні елементи/бруски відомі з описів винаходів до [патентів: US 3220150 та US 57523S5]. Далі, з опису винаходу до [міжнародної заявки WO 2004001155], відомий подібний покрівельний елемент у вигляді бруска, виготовленого з листового матеріалу, в якому кріпильні заглиблення в западинах профілю вертикальних частин сходинок утворюють профіль бруска. Завдяки таким кріпильним заглибленням, виникає можливість монтування підряд кріпильних елементів із затисканням виступів, які необхідно закріплювати поверх іншого покрівельного елемента послідовно один проти одного за допомогою фальца подібно кріпильним буртикам, розташованим на верхньому краю верхнього покрівельного елемента. За допомогою запропонованого способу кріплення стає можливим міцно закріплювати покрівельні елементи з забезпеченням тривалого терміну служби покрівлі і готова покрівля приймає вигляд жорстко закріпленої та однорідної конструкції. Проте, збирання покрівлі з покрівельних елементів за відомим способом, вимагає великих витрат для проведення робіт по закріпленню за допомогою кріпильних засобів, наприклад, цвяхів або шурупів. Так, наприклад, з'єднання поміж покрівельними елементами/брусками, які виробляються різними способами, відомі з [патентів US 3220150 та US 5752355] та з інших подібних описів, у яких часто процес монтування сповільнюється із-за затримок, які пов'язані з тим, що для виконання з'єднань потрібні окремі кріпильні засоби. Покрівельний елемент за [міжнародною заявкою WO 2004001155] передбачає швидке та легке монтування. При цьому покрівельні елементи, прикріплені один до одного і до опорної конструкції покрівлі, не зміщуються, незалежно від навантажень на покрівлю. Проте, проблемою цього покрівельного елемента є те, що при використанні кріпильного заглиблення є те, що виконання кріпильного заглиблення, яке виконано у покрівельному елементі, який виготовлюється з тонкого листового матеріалу, вимагає, щоб формоутворювальний інструмент для виконання кріпильного заглиблення був змонтований на формоутворювальному інструменті для виконання сходинок. Такий тип формоутворювальних інструментів дуже складний за конструктивним1 виконанням а також дуже складний при виготовленні, що, відповідно, потребує великих затрат на його виготовлення. Більш того, оскільки виконання кріпильного заглиблення мусить бути здійснено у той час, коли інструмент для виконання сходинки знаходиться на місці у момент виконання кріпильного заглиблення, швидкість виготовлення покрівельного елемента обмежена швидкістю, яка досягається пристроєм для виготовлення сходинки. Задачею винаходу є створення покрівельного елемента з прихованим кріпленням, за допомогою якого усуваються вказані вище недоліки, порівняно з існуючими покрівельними елементами. Зокрема, винаходу є створення покрівельного елемента, який можна послідовно скріплювати один до одного без використання окремих кріпильних засобів поміж покрівельними елементами, виготовлення якого не вимагає збільшення витрат на виготовлення інструментів для формоутворення покрівельних елементів, які виготовляються формовкою із тонкого металевого листа. Також виготовлення покрівельних елементів не приводить до обмеження швидкості виготовлення, яка визначається видом формоутворювального інструменту. Задача винаходу досягається за допомогою покрівельного елемента з прихованим кріпленням, відмітні ознаки якого наведені у формулі винаходу. Відмітною особливістю заявленого покрівельного елемента, згідно до дійсного винаходу, є те, що кріпильне заглиблення утворено під сходинки покрівельного елемента так, що верхня покрівельна поверхня перед сходинкою розташована над нижньою покрівельною поверхнею, розміщеною на деякій відстані після сходинки, і що, якщо дивитися збоку, сходинка є переважно, прямою частиною покрівельного елемента, похилою відносно поверхні покрівельного елемента, і у цьому випадку поздовжній поперечний переріз покрівельного елемента на поверхні сходинки має Z-подібну конфігурацію. В такому варіанті виконання покрівельного елемента найнижча сходинка наступного верхнього покрівельного елемента, розташованого на найвищій сходинці покрівельного елемента, прикріплюється завдяки кріпильним заглибленням в сходинках (створюваним Z-подібною формою поперечного перерізу сходинки) до сходинки нижнього покрівельного елемента, якщо покрівельні елементи притиснуті один до одного в поздовжньому напрямі ухилу за допомогою кріпильних буртиків на верхньому краю покрівельних елементів. Завдяки цьому відпадає необхідність у використанні додаткових видимих кріпильних засобів між покрівельними елементами покрівлі. Крім цього, наприклад, при виготовленні покрівельних елементів цього типу з тонких металевих смуг на безперервній технологічній лінії, що працює за принципом профілювання листового металу на роликовій листозгинальній машині, кріпильне заглиблення в покрівельному елементі може бути виконано на сходинці покрівельного елемента без окремої фази формоутворення кріпильного заглиблення. При цьому формоутворювальний інструмент для кріпильного заглиблення може бути приєднаний до пристрою формування сходинки без спеціальних інструментів. Тобто, формоутворювальний інструмент для виконання сходинки покрівельного елемента такого типу можна виготовляти простим способом і при тих же витратах на виготовлення, що і при виготовленні інструменту для виконання сходинок, який використовується при виготовленні стандартного покрівельного елемента з прямими сходинками або покрівельного листа. Більш того, на відміну від більшості стандартних покрівельних елементів без кріпильних заглиблень, цей тип покрівельних елементів може кріпитися так, що всі кріпильні засоби будуть невидимі в готовій покрівлі. У можливому кращому виконанні дійсного винаходу розміри кріпильних заглиблень, в основному, відповідають ширині повного покрівельного елемента покрівлі. Завдяки цьому відпадає необхідність у виконанні в процесі виготовлення уступів у формоутворювальному інструменті або будь-яких інших складних профілів, і при цьому формоутворювальний інструмент може бути дуже простим у виготовленні. Крім цього, при використовуванні кріпильних заглиблень такого типу з'явилася можливість закріплювати надійним чином покрівельні елементи відносно один до одного, оскільки охоплююча поверхня покрівельного елемента дорівнює повній ширині покрівельного елемента. У другому можливому кращому варіанті виконання дійсного винаходу нижній край покрівельного елемента розташовано поміж центральною частиною сходинки і нижнім кутом між сходинкою і нижньою поверхнею покрівлі. Таким чином, точки з'єднання покрівельних елементів можна розташовувати приховано під верхньою поверхнею, розташованою на нижній поверхні покрівлі. Завдяки цьому готова покрівля за своїм видом стає однорідною і без швів. Суть винаходу більш детально пояснюється на наведених кресленнях. Фіг.1 ілюструє покрівельний елемент з прихованим кріпленням (вигляд згори по діагоналі). Фіг.2 ілюструє поперечний переріз в поздовжньому напрямі послідовно розташованого покрівельного елемента, відповідно до Фіг.1 в точці приєднання елементів. Фіг.3 ілюструє принцип дії пристрою формування сходинки, що використовується для виготовлення покрівельного елемента відповідно до Фіг.1 та Фіг.2. На Фіг.1 та 2 зображений покрівельний елемент у формі бруска з прихованим кріпленням 1, який був виготовлений з тонкої смуги листового металу з покриттям на безперервній технологічній лінії, яка обладнана розмотуючим пристроєм для рулонів штабового металу, валковим формуючим пристроєм, пристроєм для формоутворення сходинок пресового типу і відрізним пристроєм. Спочатку поперечний профіль покрівельного елемента формується на смузі тонкого листового металу, який розмотують з рулону, шляхом виконання западин 2 і виступів 3 за допомогою роликового згинального пристрою, який виконує послідовно необхідну кількість робочих процесів формоутворення (за допомогою пар формоутворювальних валків). Конфігурація поперечного профілю в цьому випадку, відповідно до Фіг.1, є симетрично хвилеподібною, отже западини 2 і виступи 3 профілю мають приблизно однакову ширину і висоту. Після формування поперечного профілю формують сходинки 4а і 4b через інтервали, які дорівнюють довжині бруска, за допомогою пристрою для виконання сходинки, установленого за роликовим згинальним пристроєм. Сходинки формують за принципом, показаним на Фіг.3, за допомогою формоутворювального інструменту М, який переміщується між притискним інструментом Ρ і контрінструментом V під нахилом униз відносно профільної смуги Ν, яка утримується на місці під час формоутворення, і в протилежному напрямі відносно напряму руху смуги. Таким чином, сходинка буде нахилена уперед, отже, якщо дивитися від гребеня покрівлі, верхня покрівельна поверхня 7а перед сходинкою подовжується на відстань, що дорівнюється проекції вершини на нижню покрівельну поверхню 7b після сходинки, утворюючи таким чином кріпильні заглиблення 5а і 5b з довжиною, яка відповідає ширині цілого покрівельного елемента. Після виконання поперечного профілю сходинок (і кріпильних буртиків) виготовлений профіль розрізають за допомогою ріжучого пристрою на окремі покрівельні елементи. В цьому випадку покрівельні елементи мають довжину, що обмежена контурами бруска (тобто, який містить дві сходинки 4а і 4b в одному покрівельному елементі) і їх ширина більше довжини, тобто, покрівельні елементи є так званими горизонтальними елементами. Кріпильні буртики 6 виконуються під час різання на верхньому краю покрівельних елементів, тобто, на краю покрівельного елемента з боку гребеня в готовій покрівлі. Фальці виконані різанням від верхнього краю вниз біля самої верхньої сходинки, як це показано на Фіг.1. У верхній частині кріпильного буртика виконаний кріпильний отвір 8. Він виконується за допомогою різального пристрою або може бути виконаний під час окремого робочого процесу. Покрівля, зовнішній вигляд якої нагадує покрівлю з брусків, виконана із заявлених покрівельних елементів згідно до Фіг.1 і 2 за допомогою кріплення покрівельних елементів до опорної поверхні покрівлі вздовж однієї горизонтальної лінії за один раз (справа наліво або навпаки), від звису покрівлі до її гребеня. Можливий альтернативний варіант кріплення покрівельних елементів на даху - вздовж вертикальної лінії за один раз в напрямі від звису покрівлі до її гребеня. Покрівельні елементи прикріплені до опорної конструкції покрівлі тобто, до дерев'яних дощок за допомогою кріпильних отворів 8 в кріпильних буртиках 6 даховими цвяхами або шурупами. Покрівельні елементи можуть бути закріплені також за допомогою інших відомих кріпильних засобів. Так, наприклад, до металевих рейок покрівельні елементи можуть бути прикріплені заклепками або болтами. В деяких випадках покрівельні елементи покрівлі наступного ряду верхнього покрівельного елемента змонтовані відносно наступного ряду нижнього покрівельного елемента таким чином, що сама нижня сходинка 4b в нижньому краю верхнього покрівельного елемента розташована на самій верхній сходинці 4а нижнього ряду покрівельних елементів відповідно до Фіг.2. Кожний покрівельний елемент закріплений кріпильними буртиками 6 у верхньому краю покрівельного елемента таким чином, що сама нижня сходинка 4а в нижньому краю покрівельного елемента щільно затискається відносно самої верхньої сходинки 4b наступного нижнього покрівельного елемента. В цьому випадку похилі сходинки (тобто, кріпильні заглиблення 5а, 5b), розташовані одна на одній, послідовно розташованих покрівельних елементів послідовно замикають покрівельні елементи щодо один одного. Кріпильні буртики 6, які розташовані на верхньому краю нижнього покрівельного елемента, та їх кріпильні засоби залишаються прихованими під нижнім краєм верхнього покрівельного елемента, отже в готовій покрівлі лише кріпильні буртики найвищого ряду покрівельних елементів досягають краю покрівлі та кріпильні засоби, що прикріплені до цих буртиків, залишаються видимими. До того ж вони закриваються, коли листовий метал укладають на гребені покрівлі і він міститься над кріпильними буртиками самого верхнього ряду покрівельного елемента. Покрівельні елементи самого нижнього ряду, який розташований на звисі покрівлі, закріплюють додатковими кріпильними засобами (на кресленні не показано). Покрівельний елемент, згідно з дійсним винаходом, за багатьма параметрами може відрізнятися від наведеного прикладу, при цьому покрівельний елемент може бути виготовлений не тільки з тонкого листового металу, але також і з іншого прийнятного матеріалу. Таким матеріалом може бути, наприклад, листовий матеріал з міді, алюмінію, пластиків. Ці матеріали можуть вже мати зовнішнє покриття або не мати його, у такому разі покриття може бути нанесене після виготовлення покрівельного елемента. Конфігурація поперечного профілю, кількість сходинок, а також кількість виступів і западин в покрівельному елементі може змінюватися. Взагалі, можливі всі види профілів сходинок, подібних профілям показаним на Фіг.1 і 2. Конфігурація сходинок в покрівельних елементах може змінюватися. У разі використання відповідно до Фіг.2, сходинка є частиною покрівельного елемента в похилому положенні відносно горизонтальної поверхні покрівельного елемента, тобто, поверхня сходинки поздовжнього поперечного перерізу має Z-подібну форму. Як альтернатива, сходинка може бути зігнута, наприклад, усередину або назовні або може злегка згинатися у формі літери S. В прикладі здійснення відповідно до Фіг.1 і 2 нижній край покрівельного елемента (тобто, лінія відрізання в процесі виготовлення) розташований між середньою частиною найнижчої сходинки і нижнім кутом між нижньою покрівельною поверхнею після нього (в смузі поперечного профілю перед розрізанням на покрівельні елементи) і сходинкою. Для забезпечення більшої жорсткості і більш міцного з'єднання між кріпильними заглибленнями нижній край може бути розташований таким чином, що він знаходиться, наприклад, на відстані 3 - 5мм за нижнім кутом між сходинкою і нижньою покрівельною поверхнею після нього (тобто, на нижній покрівельній поверхні). В цій точці нижній край залишається в більшості випадків невидимим в тіні верхньої покрівельної поверхні, після того, як в прикладі здійснення, згідно Фіг.1 і 2, верхня покрівельна поверхня 7а простягається в результаті нахилу сходинки близько 7мм на нижню покрівельну поверхню 7b. Кріпильні буртики, які розташовані у верхній частині покрівельного елемента, є частиною покрівельного елемента, який простягається під саму нижню точку нижньої поверхні западини поперечного профілю до такого положення, щоб цвяхи або шурупи, змонтовані в кріпильних буртиках, не зігнули верхній край покрівельного елемента і, щоб кріпильні заглиблення, розташованих один над одним послідовних покрівельних елементів, щільно прилягали один до одного, коли кріпильні буртики прикріпляються до опорної конструкції покрівлі. Отже, кріпильні буртики можуть використовуватися замість фальців, виконаних різанням згідно Фіг.1, наприклад, замість заглиблень, виконаних на верхньому краю покрівельного елемента, який відповідно до вигину покрівельного елемента згідно Фіг.1, закріплений на своєму місці. У разі використання так званих самонарізаючих шурупів, як засобів кріплення, необхідність в виконанні кріпильних отворів в буртиках зникає. В деяких випадках використання передбачаються заглиблення, виконані в місцях отворів в кріпильних буртиках. Ці заглиблення дають можливість загвинчувати через листовий матеріал покрівельного елемента шурупи для дерева або тонкі дахові шурупи. Виготовлення покрівельних елементів може бути здійснено також за допомогою інших способів, які відрізняються від наведеного прикладу виконання. Технологічна лінія, яка використовується для виготовлення, не обов'язково повинна бути лінією безперервної дії, як це було зазначене вище, проте поперечні профілі покрівельного елемента, сходинки, кріпильні буртики та інші деталі, виготовлені за описаним вище способом, можуть виготовлятися будь-яким прийнятним способом. Отже, наприклад, поперечний профіль покрівельного елемента може бути виготовлений з листового металу будь-яким пресувальним пристроєм замість формування валками. Хоча витрати на виготовлення великих серій на технологічній лінії безперервної дії, яка працює за принципом профілювання листового металу на роликовій листозгинальній або подібній машині, є більш високими, часто це є більш ефективним в порівнянні з виготовленням одиничних виробів. Винахід не обмежується наведеними прикладами реалізації, і він може змінюватися в межах формули винаходу.