BE1027042B1 - Bereidingsmethode prefabelementen - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een bereidingswijze voor het bekomen van prefab bouwelementen, in het bijzonder prefab gevelbekleding elementen, bij voorkeur opgebouwd uit bakstenen, en wordt gekenmerkt in het feit dat de op de werf te plaatsen verticale bouwelementen liggend worden samengesteld tijdens de productie. Hiertoe worden de lagen bouwstenen kants geplaatst op een onderplaat dewelke echter geen deel uitmaakt van het samengesteld prefab bouwelement maar in de productie hergebruikt wordt.

Description

BEREIDINGSMETHODE PREFABELEMENTEN

TECHNISCH VELD VAN DE UITVINDING De uitvinding heeft betrekking op een bereidingswijze voor het bekomen van prefab 5 bouwelementen, in het bijzonder prefab gevelbekleding elementen, bij voorkeur opgebouwd uit bakstenen, en wordt gekenmerkt in het feit dat de op de werf te plaatsen verticale bouwelementen liggend worden samengesteld tijdens de productie. Hiertoe worden de lagen bouwstenen kants geplaatst op een onderplaat dewelke echter geen deel uitmaakt van het samengesteld prefab bouwelement maar in de productie hergebruikt wordt.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING Het is bekend om gevels van gebouwen te bekleden met een gevelsteen. Dit gebeurt door de afzonderlijke gevelstenen, steen per steen en laag na laag met mortel op elkaar in een metselverband te plaatsen.

Dit is een tijdrovende manuele arbeid die enkele jaren ervaring vraagt om een mooi egaal metselwerk te bekomen. De huidige aanvraag heeft tot doel deze taak te vereenvoudigen door industriële prefabricage.

Bij bestaande prefabricage van metselwerk voor gevelbekleding maakt men echter zelden gebruik van standaard bouwstenen, maar werkt men typisch met een stabiele, rechthoekige steunplaat die bekleed is met een fineerlaag van steenstrips die gekleefd worden op de steunplaat.

Ook worden er in de huidige systemen muurdelen geprefabriceerd die op een vlakke horizontale tafel gemaakt worden waarbij de stenen met de zichtzijde naar beneden toe geplaatst worden en waarbij er ruimte voor lint- en stootvoegen gevormd wordt door het plaatsen van afstandhouders tussen deze stenen die de dikte hebben van een voegvulling. Als dit werk klaar is, giet men meestal boven op het gevormde paneel een vloeibare mortelemulsie om de lint- en stootvoegen vol te maken langs de achterzijde van het prefabpaneel. Ook giet men over het geheel van de stenen aan de achterzijde een dikte mortelemulsie om een stevige “rug” te creëren. Eens dit werk gedaan is, kan de gevormde prefabplaat na droging omgedraaid worden en kunnen de afstandhouders verwijderd worden waardoor er een voegruimte vrijkomt om de lint- en stootvoegen op te voegen.

In plaats van met een liggende horizontale tafel te werken is het meer gebruikelijk om te werken met een rechtopstaande houder waarin de bouwlagen gestapeld worden, al dan niet voorzien van manipuleerbare zijwanden en aandrukelementen om de maatvoering van de prefab bouwelementen te controleren. Dergelijke 5 systemen zijn bijvoorbeeld beschreven in DE 229 14 535, AT 11 361, EP 0924 359, en DE 44 37 858. Vermits er niet met standaard bouwmaterialen gewerkt wordt, blijven deze elementen steeds als dusdanig herkenbaar en bekomt men niet het uitzicht en de kwaliteit van een standaard manueel uitgevoerd metselwerk. Bovendien laten dergelijke panelen geen maatwerk toe en moeten ze noodgedwongen gecombineerd worden met standaard metselwerk wat het algemene uitzicht niet ten goede komt. Er is dus nood voor een werkwijze dewelke toelaat prefab bouwelementen te realiseren gebruik maken van standaard bouwstenen, en dewelke mits automatisatie toelaat van maatwerk af te leveren.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING De huidige vinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bereiden van een prefab bouwelement samengesteld uit ten minste twee lagen van bouwstenen. Zoals hiervoor reeds aangegeven, wordt de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt in het feit dat de op de werf te plaatsen verticaal te gebruiken prefab bouwelementen liggend worden samengesteld tijdens de productie. Dit houdt in dat de bouwstenen waaruit het bouwelement wordt opgebouwd bij de assemblage op hun zijkant dienen geplaatst te worden. Daartoe maakt de huidige vinding gebruik van een onderplaat waarop de lagen van bouwstenen kants (op hun zijkant) geplaatst worden, en dewelke na het samenstellen van het prefab bouwelement geen deel uitmaakt van het prefab bouwelement.

Dus in een eerste opzicht heeft de onderhavige aanvraag betrekking tot een werkwijze voor het bereiden van een prefab bouwelement samengesteld uit ten minste twee lagen van bouwstenen omvattende; - het gebruik van een onderplaat waarop de lagen van bouwstenen kants geplaatst worden, zodoende dat de onderplaat na het samenstellen van het prefab bouwelement geen deel uitmaakt van het prefab bouwelement. Dit impliceert dat de lagen van bouwstenen niet op de onderplaat worden gehecht. Het samengesteld prefab bouwelement zal dus na de bereiding van de onderplaat verwijderd worden, en de onderplaat bij voorkeurherbruikbaar zijn in de werkwijze volgens de vinding.

Binnen de context van de huidige uitvinding komen de bouwstenen overeen met de standaard basis bouwmaterialen waaruit een muur kan worden vervaardigd of afgeleiden daarvan.

Het zijn typisch balkvormige elementen, vervaardigd uit baksteen, natuursteen, beton, hout, kunststof, metaal en enig ander materiaal waaruit een muur kan worden vervaardigd.

Bij het vervaardigen van een muur worden dergelijke bouwstenen typisch in een zogenaamd metselverband gelegd.

Om de beschrijving van een dergelijk verband waaruit een prefab bouwelement volgens de huidige vinding is opgebouwd beter te kunnen beschrijven kunnen we gebruik maken van de benamingen van de zijden van de bouwstenen zoals in de bouwkunde gehanteerd en gesymboliseerd in Figuur 1. Afhankelijk van het materiaal waaruit de bouwelementen zijn vervaardigd, zal er op de maatvoering van de bouwelementen een zekere maatspreiding zijn waarbij er door de fabrikanten steeds een maattolerantie wordt opgegeven.

Dit laatste doet zich voornamelijk voor bij bakstenen bouwelementen met een spreiding die kan oplopen tot 9mm in de steenlengte of strek.

Vermits het voor de prefab bouwelementen evenwel belangrijk is dat men tot een lagenmaat en een koppenmaat komt met een gecontroleerde spreiding, kan het noodzakelijk zijn dat de bouwstenen vooraf gekalibreerd worden.

De kalibratie houdt in dat het bouwelement in één of meerdere richtingen op maat wordt gebracht, bv. middels frezen of zagen van de bouwelementen.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding worden de bouwstenen aan ten minste één zijde of kant gekalibreerd.

Bij voorkeur geselecteerd uit de platte, strek'se of kop’se kanten van de bouwsteen.

In het bijzonder aan ten minste één van de platte kanten van de bouwsteen; meer in het bijzonder aan één platte kant en aan één kopse kant van de bouwsteen.

Het kalibreren van de bouwstenen aan één van de platte kanten draagt niet enkel bij tot het controleren van de spreiding in de lagenmaat, het laat ook tot dat het samengesteld bouwelement kan voorzien worden van een egale onder- en bovenzijde, wat een stabiele en maatvaste opbouw van de bouwelementen toelaat.

In een voorkeursvorm van de werkwijze volgens de huidige vinding wordt de bouwsteen aan ten minste één zijde, meer in het bijzonder aan één van de platte kanten van de bouwsteen gekalibreerd, en wordt deze gekalibreerde zijde bij het kants plaatsen van de bouwstenen op de onderplaat verticaal georiënteerd ten overstaande van de onderplaat.

Zodoende bekomt men dat ook in dezevoorkeursvorm de zichtzijde van de bouwstenen naar boven gericht is, een kenmerk eigen aan de werkwijze volgens de vinding.

Zoals hiervoor reeds aangegeven zorgt de kalibratie van ten minste één van de platte kanten van de bouwstenen voor egaliseren van de boven- en onderzijde van het samengestelde bouwelement. Derhalve zal in een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de vinding bij het opbouwen van het meerlagig bouwelement de gekalibreerde zijde van de bouwstenen van de eerste laag weg gericht zijn van de gekalibreerde zijde van de bouwstenen van de verdere lagen van het prefab bouwelement. Zodoende vorm de gekalibreerde zijde van de eerste laag de onder- respectievelijk bovenzijde van het samengesteld bouwelement en de gekalibreerde zijde van de uiterste verdere laag de respectievelijke boven- / onderzijde van het samengesteld bouwelement.

In de werkwijze volgens de onderhavige vinding worden de bouwstenen dewelke kants op een onderplaat geplaatst worden, middels de rechtopstaande en tegenover elkaar liggende zijdes met elkaar verbonden door een verbindingsmiddel zoals een lijm, silicone, metselspecie of dergelijke. Om de verbinding te realiseren dienen de lagen van bouwstenen tegen elkaar te worden gedrukt. Het aandrukken van de bouwstenen kan op verschillende manieren en elk voor de hand liggend methode voor het aandrukken van de lagen terwijl de bouwstenen kants op een onderplaat gelegen zijn, behoren tot de beschermingsomvang van deze aanvraag. Zo kan bijvoorbeeld in de werkwijze volgens de vinding tijdens het verbinden ten minste de eerste laag op de onderplaat tijdelijk gefixeerd wordt en de verdere laag (lagen) in een horizontale beweging ten overstaande van de onderplaat tegen de tijdelijk gefixeerde laag worden aangedrukt. In een ander voorbeeld wordt niet de eerste laag tijdelijk op de onderplaat gefixeerd maar de voorlaatste laag en wordt de laatst geplaatste laag in een horizontale beweging ten overstaande van de onderplaat tegen de tijdelijk gefixeerde laag aangedrukt. In nog een ander voorbeeld worden zowel de eerste als de voorlaatste laag tijdelijk op de onderplaat gefixeerd en wordt de laatst geplaatste laag in een horizontale beweging ten overstaande van de onderplaat tegen de tijdelijk gefixeerde lagen aangedrukt.

Bij het aanbrengen van het verbindingsmiddel heeft men vastgesteld dat de lijm, silicone, metselspecie of dergelijke, best onderaan in de contacthoek tussen de bouwsteen en de onderplaat wordt aangebracht. Door het verbindingsmiddel op deze plaats aan te brengen zorgt de onderplaat er mede voor dat het verbindingsmiddel

> BE2019/5086 bij het aandrukken zich opwaarts zal verplaatsen en egaal tussen de bouwstenen verdeelt. Zodoende voorkomt men dat er verbindingsmiddel tussen de onderplaat en de bouwstenen terechtkomt wat het verwijderen van het samengesteld prefab bouwelement van de onderplaat anders zou bemoeilijken. Dus in een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de vinding worden de lagen bouwstenen dewelke kants op een onderplaat geplaatst worden, middels de rechtopstaande en tegenover elkaar liggende zijdes met elkaar verbonden door een verbindingsmiddel zoals een lijm, silicone, metselspecie of dergelijke, waarbij het verbindingsmiddel wordt aangebracht in de contacthoek tussen de bouwsteen en de onderplaat.

Het verhinderen dat er verbindingsmiddel tussen de bouwstenen en de onderplaat terecht komt kan verder volgen uit het tijdelijk fixeren van de lagen op de onderplaat waartegen de laatst geplaatste laag wordt aangedrukt. Als bij tijdelijk fixeren deze lagen tegen de onderplaat worden aangedrukt zal dit bijkomend bijdragen in het verhinderen dat er verbindingsmiddel tussen de bouwstenen en de onderplaat terecht komt. Dus in een voorkeursvorm wordt de voorlaatste laag bij het tijdelijk fixeren tegen de onderplaat aangedrukt en brengt men het verbindingsmiddel aan in de contacthoek van de vrije aanliggende zijde van deze voorlaatste laag en de onderplaat, waarbij de laatst geplaatste laag vervolgens in een horizontale beweging ten overstaande van de onderplaat tegen de tijdelijk gefixeerde laag wordt aangedrukt. Naast het aandrukken tegen de onderplaat kan ook de textuur van de bouwsteen een bijdrage leveren in het verhinderen dat er verbindingsmiddel tussen de bouwstenen en de onderplaat terecht komt. Voor gladde bouwstenen zoals lijmblokken is er over het ganse oppervlak een goed contact tussen de bouwsteen en de onderplaat waardoor er bij het aandrukken geen vrije ruimte is tussen het contactoppervlak van de bouwsteen met de onderplaat. Voor bouwstenen met een ruwer oppervlak zoals bakstenen kunnen er wel vrij ruimtes zijn tussen het contactoppervlak van de bouwsteen met de onderplaat, dewelke bij het aanbrengen van het verbindingsmiddel en/of het horizontaal aandrukken van de lagen, toegankelijk zijn voor het verbindingsmiddel met als gevolg dat er verbindingsmiddel tussen de bouwstenen en de onderplaat terecht komt wat het verwijderen van het samengesteld prefab bouwelement van de onderplaat zou kunnen bemoeilijken. Om hieraan een oplossing te bieden kan in een uitvoeringsvorm volgens de vinding de kantse zijde waarmee de bouwsteen op de onderplaat geplaatst wordt, geëgaliseerd worden, bv. Gefreesd of verzaagd. In een voorkeurvorm worden de bouwstenen inde strekrichting in twee verzaagd en worden de bekomen klisklezoren met de gezaagde kant op de onderplaat geplaatst. Het verzagen van de bouwstenen tot klisklezoren maakt ook dat de dikte van het bouwelement gehalveerd wordt waardoor het samengesteld prefab bouwelement lichter en derhalve beter manipuleerbaar 5 wordt.

Zoals hierin middels een voorbeeld van een montagelijn verder beschreven wordt, kan de werkwijze volgens de uitvinding geautomatiseerd worden. Ongeacht of de werkwijze op een geautomatiseerde wijze dan wel een manuele wijze wordt uitgevoerd, in de werkwijze zoals hierin beschreven wordt het prefab bouwelement laag per laag opgebouwd. Hoe de bouwstenen in het opbouwen van de lagen ten overstaande van elkaar georiënteerd zijn is in principe vrij, in zoverre de bouwstenen kants geplaatst worden en in het geval één van de kantse geëgaliseerd wordt, ze met deze zijde op de onderplaat geplaatst worden. De gekalibreerde zijdes van de bouwstenen kunnen dus voor elk van de lagen ofwel naar elkaar gericht zijn of van elkaar weg gericht zijn. In een voorkeursvorm zullen de gekalibreerde zijdes van de buitenste lagen naar buiten gericht zijn, zodoende een egale (vlakke) boven- en onderzijde van het samengestelde bouwelement te bekomen. In de tussenliggende lagen van dergelijk samengesteld bouwelement kunnen de gekalibreerde zijdes van de bouwstenen naar elkaar gericht zijn of van elkaar weg gericht zijn.

In een mogelijke uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de vinding omvat de werkwijze de volgende stappen: - een eerste laag van gekalibreerde bouwstenen kants op de onderplaat geplaatst worden, waarbij de oriëntatie van de gekalibreerde zijde de onderzijde vormt van het prefab bouwelement (Fig.9 A); - deze eerste laag aan de overliggende zijde van de onderzijde van het prefab bouwelement van een verbindingsmiddel voorzien wordt (Fig.9 B); bij voorkeur in de contacthoek tussen de bouwstenen en de onderplaat; - een tweede laag van gekalibreerde bouwstenen kants op de onderplaat geplaatst worden, ten overstaande van de eerste laag waarbij de gekalibreerde zijde naar de onderzijde gericht is of weg gericht is van de onderzijde van het prefab bouwelement (Fig.9 C); bij voorkeur weg gericht is van de onderzijde van het prefab bouwelement; - de eerste laag tijdelijk gefixeerd wordt op de onderplaat (niet getoond in Fig.9); bij voorkeur omvattende het aandrukken van de eerste laag op de onderplaat; - de tweede laag middels horizontale beweging ten overstaande van de onderplaat

I: BE2019/5086 tegen de tijdelijk gefixeerde laag worden aangedrukt (Fig.9 D).

In voorgaande werkwijze is nu schijnbaar opgenomen dat de eerste laag maar tijdelijk gefixeerd wordt op de onderplaat voorafgaandelijk aan het aandrukken van de tweede laag, maar na het aanbrengen van het verbindingsmiddel. Het is belangrijk te noteren dat de methode het tijdelijk fixeren van de eerste laag omvat ongeacht het ogenblik waarop, met uitzondering van het feit dat het steeds voorafgaandelijk aan het aandrukken van de tweede laag moet zijn. In een voorkeursvorm zal de eerste laag ook voorafgaandelijk aan het aanbrengen van het verbindingsmiddel tijdelijk gefixeerd worden op de onderplaat. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat voor het opbouwen van een bouwelement uit meerdere lagen de voorgaande werkwijze zal herhaald worden tot het totaal aantal lagen waaruit het bouwelement is opgebouwd, bereikt is. Dus in een verdere uitvoeringsvorm omvat voorgaande werkwijze als bijkomende stappen dat: — de vorige (tweede) laag aan de overliggende zijde van de onderzijde van het prefab bouwelement van een verbindingsmiddel voorzien wordt (Fig.9 E); bij voorkeur in de contacthoek tussen de bouwstenen en de onderplaat; - een volgende laag van gekalibreerde bouwstenen kants op de onderplaat geplaatst worden, ten overstaande van de vorige (tweede) laag waarbij de gekalibreerde zijde naar de onderzijde gericht is of weg gericht is van de onderzijde van het prefab bouwelement (Fig.9 F); bij voorkeur weg gericht is van de onderzijde van het prefab bouwelement; — de eerste en/of vorige (tweede) laag tijdelijk gefixeerd wordt op de onderplaat (niet getoond in Fig.9); bij voorkeur omvattende het aandrukken van deze eerste en/of vorige (tweede) laag op de onderplaat; - de volgende laag middels horizontale beweging ten overstaande van de onderplaat tegen de tijdelijk gefixeerde laag worden aangedrukt (Fig.9 G); en dit proces herhaald wordt tot het prefab bouwelement uit het aantal gewenste lagen is opgebouwd (Fig.9 H). In een voorkeursvorm van voorgaande werkwijze zal de gekalibreerde zijde van de laatste laag weg gericht zijn van de onderzijde van het prefab bouwelement. In voorgaande werkwijze is nu schijnbaar opgenomen dat de vorige (tweede) laag maar tijdelijk gefixeerd wordt op de onderplaat voorafgaandelijk aan het aandrukken van de volgende laag, maar na het aanbrengen van het verbindingsmiddel. Het is belangrijk te noteren dat de methode het tijdelijk fixeren van de vorige (tweede) laagomvat ongeacht het ogenblik waarop, met uitzondering van het feit dat het steeds voorafgaandelijk aan het aandrukken van de volgende laag moet zijn. In een voorkeursvorm zal de vorige (tweede) laag ook voorafgaandelijk aan het aanbrengen van het verbindingsmiddel tijdelijk gefixeerd worden op de onderplaat.

Kenmerkend voor de werkwijze volgens de vinding is dat men het aldus samengesteld prefab bouwelement laat uitharden op de onderplaat. Het uitharden kan eenvoudigweg aan de omgevingslucht en bij de omgevingstemperatuur, maar kan ook in meer gecontroleerde omstandigheden bijvoorbeeld in een droogtoren bij een gecontroleerde temperatuur van bijvoorbeeld maximaal 30°C, waarbij de onderplaten met het daarop samengesteld prefab bouwelement middels een transportsysteem doorheen de toren(s) verplaatst wordt. Mogelijjks kan de uitharding ook bevorderd worden door het gebruik van een sneldrogend verbindingsmiddel.

Zoals hiervoor reeds aangegeven worden de bouwstenen bij het vervaardigen van het bouwelement in een zogenaamd metselverband gelegd. Of met andere woorden bij het opbouwen van het bouwelement in een werkwijze volgens de vinding worden de lagen in de binnen metselwerk gebruikelijke verbanden gelegd zoals een halfsteensverband, kettingverband, Engels verband, klezorenverband, kruisverband, een koppen- of patijtsverband, een Vlaams verband of een wildverband, naast voornoemde dragende verbanden kunnen ook niet dragende verbanden in de opbouw van het bouwelement gebruikt worden zoals een tegelverband of een blokverband. In een voorkeursvorm wordt het bouwelement zo opgebouwd dat de bouwelementen aan ten minste één zijde een vertanding bezitten, die zodanig is dat de bouwelementen zijdelings met hun vertanding in elkaar passen en door één of twee personen of met een technisch hulpmiddel te manipuleren en te plaatsen zijn. Mogelijke vertandingen die middels de werkwijze volgens de uitvinding kunnen gerealiseerd worden zijn een vallende tand, een bloktand en een staande tand.

Met de bouwelementen die aldus bekomen worden kan dan op een eenvoudige manier een bouwwerk worden samengesteld. De bouwelementen, en dan in het bijzonder deze opgebouwd uit klisklezoren, zijn bijzonder geschikt voor het realiseren van de buitenste bouwschil van een bouwwerk, meer in het bijzonder als gevelbekleding. Maar ook als ophangende plafonds of vloerbedekking. In een uitvoeringsvorm volgens de vinding heeft de onderplaat gebruikt in de

? BE2019/5086 werkwijze een rechtopstaande rand, waarbij een laag van de bouwstenen tegen deze rechtopstaande rand geplaatst worden. De aanwezigheid van een dergelijke rechtopstaande rand is bijvoorbeeld nuttig in geval de onderplaat tijdens de assemblage niet waterpas maar onder een lichte hoek wordt geplaatst zoals bijvoorbeeld getoond in Figuur 6. Bij voorkeur bestaat de laag van bouwstenen dewelke tegen de rechtopstaande rand van de onderplaat geplaatst wordt, uit de eerste laag van bouwstenen waarbij deze eerste laag van bouwstenen bij voorkeur met de gekalibreerde zijde tegen de rechtopstaande rand wordt aangelegd. Deze rechtopstaande rand draagt bij tot de horizontale fixatie van de eerste laag van bouwstenen op de onderplaat, en geeft dus een aanslagkant bij het tegen elkaar aandrukken van de lagen middels een horizontale beweging ten overstaande van de onderplaat. Nogmaals, in een voorkeursvorm, en ter verhinderen dat er verbindingsmiddel tussen de bouwstenen en de onderplaat terecht komt, wordt de eerste laag, zelfs bij aanwezigheid van een opstaande rand, bij het tijdelijk fixeren ook nog aangedrukt op de onderplaat. Voor het aandrukken van deze eerste en/of volgende lagen op de onderlaag kan er gebruik worden gemaakt van een kleminrichting zoals een pneumatische of manuele kleminrichting, bv voorzien van verschillende pneumatische drukvingers die over de laag van bouwstenen geplaatst wordt en aangedrukt of aangetrokken wordt ten overstaande van de onderplaat zodoende dat de laag van bouwstenen tussen deze pneumatische drukvingers en onderplaat worden geklemd. Door gebruik te maken van een kleminrichting met meerdere drukpunten verspreid over de laag van bouwstenen kunnen deze individueel worden aangedrukt. Daarnaast zorgt dit ervoor dat de stootvoeg toegankelijk blijft voor het aanbrengen van verbindingsmiddel.

In de hierin beschreven werkwijze werd reeds aangegeven welke maatregelen er kunnen genomen worden om te verhinderen dat er verbindingsmiddel tussen de bouwstenen en de onderplaat terecht komt waardoor het achteraf (na uitharden) verwijderen van de onderplaat kan bemoeilijkt worden. Naast het plaatsen van het verbindingsmiddel in de contacthoek tussen de bouwsteen en de onderplaat en ervoor te zorgen dat de bouwsteen met een egaal vlakke zijkant contact maakt met de onderplaat, is het ook mogelijk om er voor te zorgen dat er geen goede hechting is tussen de onderplaat en het verbindingsmiddel. Hiertoe kan de onderplaat bijvoorbeeld voorzien zijn van een anti-kleeflaag of zelfs een verwijderbare folie. Dus in een verdere uitvoeringsvorm volgens de werkwijze van de huidige vinding zal de onderplaat voorzien zijn van een folie, anti-kleeflaag of gelijkwaardig. In de hiernavolgend geautomatiseerde uitvoeringsvorm is de onderplaat tevens voorzien

-10- BE2019/5086 van een herkenningssysteem zoals een barcode, QR-code of RFID.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN Onder specifieke verwijzing naar de figuren, wordt benadrukt dat de getoonde bijzonderheden enkel bij wijze van voorbeeld dienen en enkel voor de illustratieve bespreking van de verschillende uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. Zij worden voorgesteld met als doel het aanleveren van wat gezien wordt als de meest nuttige en dadelijke beschrijving van de principes en conceptuele aspecten van de uitvinding. In dit opzicht wordt niet geprobeerd om meer structurele details van de uitvinding te tonen dan noodzakelijk is voor een fundamenteel begrip van de uitvinding. De beschrijving in combinatie met de figuren maakt duidelijk voor de deskundigen in het vakgebied hoe de verschillende vormen van de uitvinding kunnen worden uitgevoerd in de praktijk.

Fig. 1: Benamingen voor bouwstenen in metselverband Fig. 2: Schematische voorstelling van een zaag-en freesunit voor het kalibreren, op maat zagen en voorzien van een glad oppervlak van de bouwstenen gebruikt in een montage werkwijze volgens de vinding. Fig. 3: Schematische voorstelling van een freeskop bruikbaar voor het frezen van de platte kant van de bouwstenen. De bouwstenen worden in de lengterichting onder de freesunit gebracht en aan de platte kant in de freeskop tot op de gewenste dikte af gefreesd. Hierdoor verkrijgt men de kalibratie van de bouwsteen. Fig. 4: Schematische voorstelling van grijpkop voor het manipuleren van de bouwstenen bij het opnemen vanuit de invoerbanen en het plaatsen van de bouwstenen op de montageplaat. Fig. 5: Schematische grondplan van een verwerkingsinstallatie, gebruik makend van een werkwijze volgens de vinding. Fig. 6: Schematische presentaties van een perspectief bovenaanzicht van een onderplaat met de lagen van bouwstenen met hoekstenen op de rand.

-11- BE2019/5086 Fig. 7: Schematische presentatie van een aandrukunit met vingervormige drukelementen. Fig. 8: Schematische presentatie van de stapsgewijze opbouw van een bouwelement volgens een werkwijze van de vinding, gebruikmakend van een aandrukunit met vingervormige drukelementen. Fig. 9: Schematische presentatie van de stapsgewijze opbouw van een bouwelement volgens een werkwijze van de vinding.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING De hiernavolgende beschrijving in combinatie met de figuren maakt duidelijk voor de deskundigen in het vakgebied hoe bij wijze van voorbeeld de werkwijze van de uitvinding kan worden uitgevoerd in de praktijk. De beschreven werkwijze is een gerobotiseerde werkwijze waarbij een installatie beschreven wordt die uit twee delen bestaat, met name een zaag-en freeslijn en een metsel-montage lijn. Het doel van de zaag-en freeslijn is om de bouwstenen te kalibreren, op maat te zagen, te voorzien van een glad oppervlak, en klaar te leggen voor de montage (metsel-montage) lijn. Als eerste worden de stenen op hoogte gekalibreerd. Dit gebeurt door middel van een steenfrees (Fig. 3).

Vervolgens worden de hele stenen gefreesd of gezaagd op de lengtemaat en in de langs richting doormidden gezaagd. Zodoende bekomt men klisklezoren die op dikte en lengte gekalibreerd zijn. De gezaagde stenen worden met de gezaagde kant naar beneden gedraaid en vervolgens verdeelt de robot deze stenen over de invoerbanen van de metsellijn. Het is uiteindelijk ook met deze gezaagde kant dat de bouwstenen op de onderplaat zullen geplaatst worden in de montageunit. Het doormidden zagen zorgt er dus voor dat de stenen een glad oppervlak krijgen hetwelk zijn bedrage heeft in de werkwijze volgens de vinding bij het verhinderen dat er verbindingsmiddel tussen de bouwstenen en de onderplaat terecht komt. Bij het verdelen van de stenen over de invoerbanen van de metsel- of montagelijn zal de robot er ook voor zorgen dat de gekalibreerde lengtezijde en de gekalibreerde diktezijde voor elk van de stenen op dezelfde manier georiënteerd is.

-12- BE2019/5086 Naast de standaard vormen; hele stenen, klisklezoren, drieklezoren, halve stenen, klezoren, doormidden gezaagde drieklezoren, doormidden gezaagde halve stenen en door midden gezaagde klezoren, kunnen er door de zaaglijn ook speciale vormen zoals hoeken worden uitgezaagd op halve, driekwart en hele lengte.

Ook de hele stenen (klisklezoren) kunnen op halve en driekwartlengte verzaagd worden.

De speciale vormen worden door een 2de robot gezaagd in een speciaal daarvoor ontworpen zaagunit, waarna deze robot deze stenen ook verdeelt over de invoerbanen van de metsellijn.

Eventuele hoekstenen worden bij de opbouw over de rand van de onderplaat gelegd (zie Fig.6), de hoekstenen kunnen daarbij zowel over de lange zijde (Fig.6 A) als over de korte zijde (Fig.6 B) van de onderplaat worden gelegd.

De zaagunits worden voorzien van een gepaste stofafzuiging (lokaal en met voldoende overkapping), voorzien van de nodige leidingen en motoren om de lokale stofafzuiging te garanderen.

De overkapping voor de stofafzuiging worden zo geconstrueerd dat het zaagproces voldoende zichtbaar is voor een visuele controle tijdens de werking van de installatie.

In lijn met de zagen wordt ook een blaas nozzle geplaatst om eventueel stof van de stenen te verwijderen.

Alle verzaagde stenen worden door de robots in de betreffende invoerbanen of pick-up lijn voor de montage unit gelegd.

De invoerbanen of pick-up lijnen zijn worden voorzien van de nodige fotocellen (min/max, aanwezigheid). Het aantal stenen dat in de pick-up lijn komt en het aantal stenen dat opgenomen wordt, worden bijgehouden in de plc.

Hierdoor weet de plc steeds hoeveel stenen er in een pick-up lijn gebufferd zijn.

Er moet steeds een minimum aantal stenen in de pick-up lijn aanwezig zijn.

Deze minimum aantallen zijn voor elke pick-up lijn afzonderlijk via het scherm in te stellen.

Als er minder stenen gebufferd zijn dan ingesteld, dan wordt er automatisch een signaal gegeven naar de zaagunit om deze stenen aan te vullen.

Er is ook een fotocel ‘minimum’ voorzien als extra controle.

Als deze fotocel geen steen meer detecteert, wordt de installatie stilgelegd en wordt er een alarm gegenereerd.

Ook als de invoerbanen vol zitten worden er geen stenen aangevoerd.

De invoerbanen zijn tevens voorzien van de nodige pneumatische cilinders (stoppers). Deze kunnen deel uitmaken van een meetunit waarin de lengte van elke steen gemeten wordt.

De meetunit bestaat uit 4 pneumatische cilinders.

Deze cilinders worden tegen de stenen aangedrukt, en aan de hand van de uitgaande slag van de cilinders kan de lengte van de steen heel nauwkeurig bepaald worden.

-13- BE2019/5086 Voor de montage worden de benodigde stenen door een robot met grijpkop (Fig. 4) vanuit de invoerbanen opgepikt en in een rij met hun gezaagde kant op een onderplaat geplaatst. Bij het verplaatsen van invoerbaan naar de onderplaat (ook wel montageplaat genoemd) gaat de robot eerst met de stenen langs een meetunit. De stenen worden dan op de juiste positie gebracht tijdens de beweging naar de montageplaat afhankelijk van de gemeten lengte van de steen. De stenen worden op de montageplaat afgezet. Als de robot een steen niet opgenomen heeft, zal dit opgemerkt worden door de meetunit omdat deze een verkeerde meting binnenkrijgt.

De installatie zal dan stilgelegd worden en er zal een alarm gegeven worden. De grijpkop is uitgerust met 4 servomotoren die elk een lineaire geleiding aandrijven voor elk van de grijparmen. De stenen worden door de grijparmen langs elkaar opgenomen en naar een meetunit gebracht. Nadat de stenen gemeten zijn, worden de stenen door de servomotoren naar de juiste plaats gebracht, om tenslotte door pneumatische cilinders voor elk van de grijparmen, op één lijn worden gebracht. Zoals eerder aangegeven worden de stenen met de gezaagde zijde naar beneden in de aanvoerbanen gelegd. De grijprobot neemt de stenen op aan de bovenzijde. Zodoende zal de lijn stenen met de gezaagde zijde op de montageplaat geplaatst worden. Vermist de oriëntatie van de gekalibreerde zijden voor elk van de stenen in de aanvoerbanen dezelfde is en de kop van de grijparm ook in staat is van een draaibeweging uit te voeren in het horizontale vlak kan de grijprobot er tevens voor zorgen dat de eerste rij van stenen op de montageplaat geplaatst wordt met de gekalibreerde zijde rechtopstaand ten overstaande van de onderplaat en in een eerste richting (uiteindelijk de onderzijde van het bouwelement) en de volgende rijen met de gekalibreerde zijde rechtopstaand ten overstaande van de onderplaat en in een tegenovergestelde richting worden geplaatst waarbij de gekalibreerde zijde van de laatste laag uiteindelijk de bovenzijde van het bouwelement zal uitmaken. Met verwijzing naar Fig.8 reeks A -C, kan de oriëntatie van de eerste rij van stenen op de onderplaat nog bijgestuurd worden door de aandrukunit (Fig. 7 & 8) dewelke de stenen, bij het verlijmen en tegen elkaar aandrukken van de lagen, voor een tijdelijk fixatie van de lagen op de onderplaat zorgt. Hiertoe beschikt de aandrukunit over een zijwaartse aandrukker dewelke middels een neerwaartse beweging (neerwaartse pijl Fig.8 C) voor de laag stenen geplaatst wordt en deze laag zijdelings op zijn plaats duwt, ondersteunt door een neerkomend aandrukelement (in deze vingervormig) dat licht drukt op de eerste laag (neerwaarts pijl Fig.8 D) en er voor zorgt dat deze eerst laag bij het verplaatsen vlak gehouden wordt en er tevens voor zal zorgen dat deze

-14- BE2019/5086 eerste laag bij het aanbrengen van het verlijmingsmiddel op zijn plaats gehouden wordt (zie bv.

Fig.8 E). Voor de verlijming van de bouwstenen kan er een robot worden ingezet die voorzien is van een slang en spuitmond.

De robot brengt volgens een vooraf bepaald patroon lijmmortel aan op de pas geplaatste rij stenen.

Zoals hiervoor uitvoerig toegelicht, bij voorkeur in de contacthoek tussen de stenen en de montageplaat (zie bv.

Fig.8 E) Bij stilstand zal de robot op bepaalde momenten (afhankelijk van de droogtijd van de lijm) even gaan spuiten om uitdroging in de spuitmond en eventuele verstopping te voorkomen.

Deze tijd kan ingesteld worden via het bedieningspaneel.

Er is ook een wateraansluiting voorzien voor spoeling.

Nadat de lijm werd aangebracht trekt de aandrukunit zich terug en wordt de volgende laag stenen klaargezet (Fig.8 F). De aandrukunit verplaatst zich over de geplaatste stenen tot op een positie met de zijwaartse aandrukker voorbij de laatst gelegde rij stenen (Fig.8 G). Op deze positie laat de aandrukunit een neerwaartse aandrukker neer op de vorige rij geplaatste stenen om deze tijdelijk te fixeren op de onderplaat en zakt de zijwaartse aandrukker (Fig.8 H) om in een volgende beweging de laatste geplaatste rij stenen in een horizontale (schuifbeweging) beweging tegen de vorige laag aan te drukken (Fig.8 J). Om te verhinderen dat de laatste rij bij deze beweging zou kantelen bevat de aandrukunit bij voorkeur bijkomende aandrukkers (neerwaartse pijl Fig.8 I) dewelke deze rij slechts licht aandrukken en als het ware de stenen begeleiden in de horizontale schuifbeweging.

Het aandrukken van de stenen gebeurt bij voorkeur door middel van een servomotor.

Deze servomotor kan perfect gepositioneerd worden zodat de afstand tussen de rijen stenen altijd juist is.

De aan te drukken rij wordt licht vastgeklemd (Fig.8 I) om te voorkomen dat de stenen kantelen of zijdelings verschuiven tijdens het aandrukken.

De voorliggende rijen worden tijdelijk vastgeklemd zodat deze gedurende het aandrukken niet kunnen verschuiven.

Nadat het bouwelement met de nodige lagen is opgebouwd wordt de onderplaat middels rollen- en kettingbanen naar een droogtoren getransporteerd.

Omdat elke onderplaat voorzien is van een RFID tag, weet de plc welk element er afgevoerd is.

Dit prefabelement wordt dan automatisch terug gemaakt.

In een later stadium kan de installatie voorzien worden van een visuele inspectie, waardoor slechte prefabelementen automatisch worden afgevoerd en opnieuw worden gemaakt.

De droogtoren bestaat uit 4 torens met elke een capaciteit van 60 platen.

In totaal zijn er dus 240 plaatsen buffering.

Twee torens brengen de platen takt gewijs naar boven en de twee andere torens brengen de platen terug naar beneden.

-15- BE2019/5086 Er is gekozen om wat overcapaciteit te voorzien om zeker voldoende droogtijd te kunnen hebben. De droogtorens worden zo uitgevoerd dat deze later kunnen geïsoleerd worden om een snellere droogtijd te bekomen. Mogelijks kan de uitharding ook bevorderd worden door het gebruik van een sneldrogend verbindingsmiddel.

Na het drogen kan het samengesteld prefabelement nog nabehandelingen ondergaan. In de hierin beschreven installatie omvatten deze nabehandelingen het inslijpen van een gleuf in de boven- en onderkant van het prefab element, het aanbrengen van een waternevel en siliconen ter bevestiging van een aluminium verstevigingsplaatje, het aanbrengen van een waternevel en siliconen in één van de sleuven ter bevestiging van een aluminium verbindingsmontageprofiel, en het vervolgens afvoeren van de nabehandelen prefabelementen voor verpakking en transport.

Een schematisch overzicht van de totale installatie wordt getoond in Figuur 5, met de zaag-en freeslijn waarin de bouwstenen in de dikte en lengte gekalibreerd worden en voorzien van een gladde strekzijde. Vanuit de zaag-en freeslijn komen de behandelde bouwstenen terecht in aanvoerlijnen die tevens als buffer dienst doen voor de metsel-montage unit. In de metsel-montage unit worden de op de werf te plaatsen verticale prefab bouwelementen liggend samengesteld tijdens de productie op een onderplaat. Op de gelabelde onderplaten gaan de samengestelde prefab bouwelementen naar de buffering dewelke de droogtorens omvat, zodoende de onderplaten met de samengestelde prefab bouwelementen in deze buffering een doorloop kennen dewelke een volledig uitharden van de samengestelde bouwelementen toelaat. De uitgeharde prefab bouwelementen komen ten slotte in de verwerkingsunit terecht waarin ze voornoemde nabehandelingen ondergaan. In deze, met name voor het aanbrengen van de verbindingsmontageprofielen, omvat de installatie verder een profielbunker met aluminiumzaag voor het op lengte zagen van de verbindingsmontageprofielen in functie van de lengte van de gleuf in de prefab bouwelementen.

Deze en verdere uitvoeringsvormen kan de vakman invullen op basis van de bewoording van de hiernavolgende conclusies.

Claims (19)

-16- BE2019/5086 CONCLUSIES

1. Werkwijze voor het bereiden van een prefab bouwelement samengesteld uit ten minste twee lagen van bouwstenen omvattende - Het gebruik van een liggende onderplaat waarop de lagen van bouwstenen kants geplaatst worden; waarbij - de bouwstenen middels de rechtopstaande en tegenover elkaar liggende zijdes met elkaar verbonden worden door een verbindingsmiddel zoals een lijm, silicone, metselspecie of dergelijke; en gekenmerkt in dat; - het verbindingsmiddel wordt aangebracht in de contacthoek tussen de bouwsteen en de onderplaat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 waarbij de bouwstenen aan ten minste één zijde gekalibreerd zijn.

3. Werkwijze volgens conclusie 2 waarbij de bouwstenen aan één zijde gekalibreerd zijn en de gekalibreerde zijde bij het kants plaatsen van de bouwstenen op de onderplaat verticaal georiënteerd is ten overstaande van de onderplaat.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij de gekalibreerde zijde van de bouwstenen van de eerste laag weg gericht is van de gekalibreerde zijde van de bouwstenen van de verdere lagen van het prefab bouwelement.

5, Werkwijze volgens conclusie 1 waarbij tijdens het verbinden ten minste de eerste laag op de onderplaat gefixeerd wordt en de verdere laag (lagen) in een horizontale beweging ten overstaande van de onderplaat tegen de gefixeerde laag worden aangedrukt.

6. Werkwijze volgens de conclusies 1 tot 5 waarbij e een eerste laag van gekalibreerde bouwstenen kants op de onderplaat geplaatst worden, waarbij de oriëntatie van de gekalibreerde zijde de onderzijde vormt van het prefab bouwelement; e de eerste laag aan de overliggende zijde van de onderzijde van het prefab bouwelement van een verbindingsmiddel voorzien wordt; e een tweede laag van gekalibreerde bouwstenen kants op de onderplaat

-17- BE2019/5086 geplaatst worden, ten overstaande van de eerste laag waarbij de gekalibreerde zijde weg gericht is van de onderzijde van het prefab bouwelement; e de eerste laag tijdelijk gefixeerd wordt op de onderplaat; e de tweede laag middels horizontale beweging ten overstaande van de onderplaat tegen de tijdelijk gefixeerde laag worden aangedrukt.

7. Werkwijze volgens de conclusie 6 waarbij e een volgende laag van gekalibreerde bouwstenen kants op de onderplaat geplaatst worden, ten overstaande van de vorige (tweede) laag waarbij de gekalibreerde zijde weg gericht is van de onderzijde van het prefab bouwelement; e de eerste laag en/of de vorige (tweede) laag tijdelijk gefixeerd wordt op de onderplaat; e de vorige (tweede) laag aan de overliggende zijde van de onderzijde van het prefab bouwelement van een verbindingsmiddel voorzien wordt; e de volgende laag middels horizontale beweging ten overstaande van de onderplaat tegen de tijdelijk gefixeerde laag worden aangedrukt; en dit proces herhaald wordt tot prefab bouwelement uit het aantal gewenste lagen is opgebouwd.

8. Werkwijze volgens conclusies 6 of 7 waarin het prefab bouwelement aan ten minste één zijde een vertanding bezitten.

9. Werkwijze volgens de conclusies 1 tot 8, waarbij men het opgebouwd prefab bouwelement laat uitharden op de onderplaat.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij voor het uitharden de onderplaat voorzien van het opgebouwd prefab bouwelement in een drooginstallatie geplaatst worden.

11. Werkwijze volgens conclusie 10 waarin de onderplaat voorzien van het opgebouwd prefab bouwelement op een transportsysteem doorheen de drooginstallatie gehaald wordt.

12. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies waarbij een laag van de

-18- BE2019/5086 bouwstenen een hoeksteen bevat dewelke tegen de rand van de onderplaat geplaatst wordt.

13. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies waarbij de onderplaat een rechtopstaande rand bevat.

14. Werkwijze volgens conclusie 13 waarbij de laag van bouwstenen dewelke tegen de opstaande rand van de onderplaat geplaatst wordt, bestaat uit de eerste laag van bouwstenen waarbij deze eerste laag van bouwstenen met de gekalibreerde zijde tegen de rechtopstaande rand wordt aangelegd.

15. Werkwijze volgens conclusies 13 tot 14 waarbij de rechtopstaande rand van de onderplaat de eerste laag tijdelijk fixeert op de onderplaat.

16. Werkwijze volgens conclusies 6 of 7, waarbij de eerste en/of volgende lagen tijdelijk gefixeerd worden op de onderplaat door een kleminrichting zoals een pneumatische of manuele kleminrichting.

17. Werkwijze volgens conclusies 6 of 7 waarbij de lagen middels een motor worden aangedrukt.

18. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies waarbij de onderplaat voorzien is van een anti-kleeflaag of gelijkwaardig.

19. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies waarbij de onderplaat voorzien is van een herkenningssysteem zoals een barcode, QR-code of RFID.