FI109779B - Elementti pintaverhouksen valmistamiseksi ja elementti paloverhouksen valmistamiseksi - Google Patents

Description

199779

Elementti pintaverhouksen valmistamiseksi ja elementti paloverhouksen valmistamiseksi Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen verhouselementti laivojen sisäverhoilua varten ja 5 erityisesti patenttivaatimuksen 7 mukainen elementti nopeakulkuisten, pääasiallisesti alumiinista valmistettujen alusten paloeristystä varten.

Entistä nopeakulkuisempia aluksia suunniteltaessa on tullut 10 ongelmaksi aluksen painon pitäminen riittävän pienenä. Yksi aluksen painoa huomattavasti lisäävä seikka ovat erilaiset paloeristysrakenteet sekä verhoilurakenteet. Niiden ongelmana on ollut käytettyjen materiaalien suuri neliöpaino ja näiden ja erityisesti kevyempien materiaalien vettyminen 15 käytössä, joka luonnollisesti lisää rakenteen painoa huomattavasti. Alumiinirakenteisissa aluksissa palovaaran torjuminen on erityisen tärkeää, koska alumiini menettää huomattavan osan lujuudestaan jo 200'C lämpötiloissa.

20 Suomalaisessa patenttihakemuksessa 760634 on kuvattu palon- suojaelementti, joka on muodostettu kahden teräslevyn vä- liin sijoitetusta paloeristeestä. Elementin reunoihin on • : : muodostettu huullokset siten, että niiden reunat voidaan • · · asettaa päällekkäin, jolloin saadaan tasomaisen pinnan muo-'.25 dostava palotiivis sauma. Tässä elementissä rakenteen jäyk-kyys on saatu aikaan pintalevyjen muodostamalla kotelora-kenteella ja sitomalla levyt yhteen eristeen avulla. Ele-: .·. mentistä tulee pakostakin varsin raskas, koska tarvitaan ’j·’ kaksi riittävän jäykkää pintalevyä ja mekaanisesti kestävä ’.30 eristemateriaali. Kovien ja jäykkien eristeiden neliöpaino on suuri ja paloluokkavaatimuksen kasvaessa eristepaksuutta on lisättävä, mikä johtaa suureen kokonaispainon kasvuun, mitä ei voida sallia nopeakulkuisissa aluksissa.

"35 Suomalaisessa patentissa 76973 on esitetty elementtirakenne, jossa seinä muodostetaan useista rinnakkain sovitetuista U-muotoon taivutetuista profiileista. Profiilien sisä- 109779 2 osaan sijoitetaan eristeainetta, jonka tehtävänä on eristää ääntä ja estää tulipalojen etenemistä. Profiilien väliin sijoitetaan tiiviste vaimentamaan runkovärinää. Tämäkin rakenne on tarkoitettu kantavaksi seinäksi ja siten sen 5 paino on varsin suuri koska sen on kannettava seinään kiinnitettyjen laitteiden paino. Koska seinä kootaan korkeista taivutetuista profiileista, tietylle pinta-alayksikölle tulee suuri massa. Lisäksi rakenteen heikkoutena on profiilien välille jäävä rako, joka heikentää seinän palonkestä-10 vyyttä.

Ruotsalaisessa patentissa 305 604 ja norjalaisessa patentissa 135102 on niissäkin kuvattu rakenteita laivojen ja muiden meriteknisten laitteiden verhoilu- ja paloneris-15 tyselementeiksi.

Kaikilla näillä elementeillä on heikkoutena niiden joustamaton käyttäytyminen palotilanteessa. Koska monet näistä rakenteista on tarkoitettu ainakin osittain kantaviksi sei-•2Ό niksi, niiden on oltava riittävän jäykkiä kantamaan niihin ripustettujen varusteiden paino ja muut niihin kohdistuvat .···. kuormat ja aluksessa ilmenevät värinät ja taivutukset.

; ,·. Palotilanteessa elementtien lämpölaajeneminen saattaa aihe- *!!." uttaa vääntymiä, jotka voivat irrottaa ne kiinnikkeistään 25 tai saavat elementtien saumat rakoilemaan, jolloin palon- suojavaikutus menetetään.

v ‘ Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan aikaisemmin tunnettuja kevyempi verhouselementti, joka on edullinen t · .*•3.0 valmistaa ja helppo asentaa.

'·*·’ Erityisesti keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kevyt- rakenteinen palonsuojaelementti, jonka suojavaikutus on luokitusvaatimusten mukainen ja samalla paino saadaan mah-35 dollisimman alhaiseksi.

109779 3

Keksintö perustuu siihen, että elementin runko valmistetaan rei'itetysta ja taivutetusta metalliprofiilista, joka kiertää koko kasetin reunuksen ja tähän reunukseen kiinnitetään kevyt verhouslevy, joka muodostaa elementin julkisivupin-5 nan.

Edellä kuvatun kaltaisesta elementistä saadaan keksinnön edullisimpana suoritusmuotona pidettävä paloverhouselement-ti täyttämällä kehyksen ja pintalevyn rajaama tila palon-10 kestävällä eristeellä, erityisesti mineraalivillalla.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle elementille on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimusten 1 ja 7 tunnusmerkkiosissa.

15

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

Keksinnön avulla voidaan valmista huomattavasti aikaisempia keveämpiä verhouksia ja verhouksen ulkonäkö on hyvin muun- •20 neltavissa. Ympäri kiertävän kehyksen ansiosta elementin , koko voidaan valita vapaasti, koska elementin jokaiselle .’*·. reunalle tulee kuormitusta kestävä pinta, jolloin element- ♦ · ♦ • .·. tejä voidaan liittää toisiin elementteihin jokaiselta si- vultaan toisin kuin useimpia aiemmin tunnettuja elementte-‘25 jä. Elementit voidaan valmistaa joustavasti käyttökohtee- . . seen sopiviksi ennakkosuunnitelman perusteella ja ne asen- • ♦ · ·;· · netaan suoraan suunnitelman mukaisesti verhoiltavaan sei- *·’ ' nään tai kattoon. Elementit voidaan myös irrottaa seinästä yksi kerrallaan, jolloin verhouksen takana olevia laitteita ,“30 ja rakenteita voidaan huoltaa koko seinää purkamatta. Valmis elementti voidaan mitoittaa asennuskohteen mukaan, jolloin aputyöt asennustilanteessa saadaan pieniksi. Ele-'··.* mentin yhteydessä ei tarvita esimerkiksi lisäkoolauksia tai vastaavia. Tällä tavoin telakalla ei tarvita elementtien 35 kokoamistyötä eikä eristeitä tarvitse käsitellä laivaa varusteltaessa mikä helpottaa työn suunnittelua ja toteut- 109779 4 taruista. Paloverhouselementissä voidaan käyttää monenlaisia eristemateriaaleja ja koska eristeen ei tarvitse kantaa elementin painoa, voidaan käyttää pehmeitä ja keveitä eristeitä, jolloin elementin painoa saadaan huomattavasti vä-5 hennettyä. Tarvittaessa elementin reunoissa ja pintalevyä vasten voidaan käyttää kovaa eristettä. Kovan eristeen avulla voidaan jäykistää elementtiä ja lisätä sen palonkes-tävyyttä. Elementin pintalevy voidaan valmistaa kaistaleista, joiden reunat on taivutettu sisäänpäin ja kiinnitetty 10 toisiinsa esimerkiksi pistehitsaamalla. Taitteen korkeutta muuntelemalla voidaan vaikuttaa elementin jäykkyyteen ja samalla elementin pintalevystä saadaan riittävän jäykkä hyvinkin ohuilla pintamateriaaleilla. Elementin pintalevyn kokoaminen kaistaleista mahdollistaa suurten pintojen koko-15 amisen samaan elementtiin hyvin ohuesta levystä. Tätä rakennetta käytettäessä voidaan käyttää suurten elementtien valmistamiseen materiaaleja, joiden valmistuskoko on leveydeltään pieni, jolloin pitkillä ja kapeilla kaistaleilla saadaan tehtyä suuria pintoja. Tällöin raaka-aineiden vaisto sausleveydet eivät rajoita yksittäisen elementin kokoa.

* · · «

Pienet valssausleveydet ovat ongelma erityisesti ohuilla .’··. materiaaleilla. Rei'itetyn reunakehyksen avulla estetään • .·. elementin reunakehyksen vääntyminen palotilanteessa, joten saumojen tiiviys paranee oleellisesti. Elementin palon-' 25 suojavaikutus pysyy siten hyvänä sen kuumenemisesta huolimatta, koska tuli ei pääse elementin taakse aukeavista :·: : saumoista. Hallitun joustavuuden ansiosta elementeistä * · ♦ v * valmistettu seinä eristää hyvin ääntä ja värinöitä.

.•‘30 Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheisten piirustusten avulla.

I...· Kuvio 1 esittää yhtä elementin suoritusmuotoa edestä.

35 Kuvio 2 on leikkaus kuviosta 1.

109779 5

Kuvio 3 on toinen leikkaus kuviosta 1.

Kuviot 4-6 esittävät kuvion 1 elementin yksityiskohtia.

5 Kuvio 7 esittää yhtä kiinnitintä, joka soveltuu keksinnön mukaisten elementtien kiinnittämiseen runkorakenteisiin.

Kuvion l elementti käsittää revitetystä metalliprofiilista valmistetun kehyksen 1, joka kiertää koko elementin kehän 10 ympäri. Esimerkkielementin toisella pitkällä sivulla on urospuolinen ponttaus ja toisella naaraspuolinen ja lyhyet sivut on muodostettu tasaisiksi. Elementin mitat ovat 1000 mm x 2000 mm. Tällaiset elementit on helppo koota yhtenäiseksi pinnaksi ja tarvittaessa voidaan valmistaa kolmiomai-15 siä, suunnikasmaisia ja muita muotoja verhoiltavan pinnan nurkkiin ja muihin kohtiin, joissa niitä tarvitaan. Pinta-levy koostuu kahdeksasta elementin lyhyemmän sivun suuntaisesta kaistaleesta 2, jotka on kiinnitetty toisiinsa piste-hitsaamalla kaistaleiden 2 reunoihin muodostetut taitteet ••20 18, 19 yhteen. Yksi liitoksen suoritusmuoto on esitetty ku- .·. viossa 4, jossa toisen kaistaleen 2 reunassa on yksinker- .···. täinen kulmataite 19 ja viereisen kaistaleen 2 reunassa on t » • .·. kaksinkertainen taite 18, joka kiertää yksinkertaisen tait- !!.' teen 19. Liitoksen korkeudella voidaan vaikuttaa pintalevyn I i t ’ 25 ja siten koko elementin jäykkyyteen. Pintalevy kiinnitetään reunakehykseen 1 edullisesti pistehitsaamalla. Elementin : kehys l ja pintalevyn kaistaleet 2 on valmistettu ruostu- v : mattomasta teräslevystä taivuttamalla. Kaistaleet 2 valmis- : tetaan erikoistyökalulla sileästä levystä, jolloin levyn .’•30 pintaan tehdään haluttu kuviointi, esimerkiksi salmiakki- kuvio, ja samanaikaisesti samalla työkalulla tehdään tait- teet kaistaleiden reunoille. Kuvion syvyyttä voidaan *...· muutella aineen ja kohteen vaatimusten mukaan ja tarvittaessa voidaan tehdä hyvinkin syviä kuvioita.

35 Kaistaleet on tehtävä sileästä levystä, koska valmiiksi kuvioidussa levyssä kuviointi aiheuttaisi reunataitosten 109779 6 alueella venymistä niitä valmistettaessa, jolloin taitoksesta ei tulisi tarkka. Kehyksen 1 materiaalin paksuus ja reikien osuus pinta-alasta valitaan luonnollisesti käyttökohteen mukaan, mutta materiaalipaksuus on 5 edullisesti 0,2 - 0,4 mm ja reikien osuus noin 50 %. Pinta-levy voi olla hyvinkin ohut, esimerkiksi alle 0,4 mm ja jopa alle 0,2 mm ainepaksuudet ovat edullisia suureen keveyteen pyrittäessä.

10 Kun elementtiä käytetään ainoastaan pintaverhoiluun, pinnan materiaalia voidaan vaihdella ja elementtiin ei tarvitse sijoittaa eristettä. Kun taas elementti valmistetaan palon-suojaelementiksi, pintalevynä on käytettävä terästä ja elementin sisäosa on täytettävä sopivalla eristemateriaa-15 lilla 9, 10 tulen ja kuumuuden eristämiseksi elementin takana olevista rakenteista. Tavallisesti eristeenä käytetään tällaisissa kohteissa mineraalivilloja. Kevein pa-lonsuojaelementti saadaan, kun reunakehyksen l ja pintale-vyn rajaama tila täytetään pehmeällä ja keveällä eristevil-^*Ϊ20 lalla. Tällöin villa kiinnitetään elementtiin natriumsili-. kaatin ja sidelankojen 5 avulla. Sidelankoja 5 on elementin pidemmän sivun suunnassa kaksi ja lyhyemmän sivun suunnassa j .·. kolme. Lankojen 5 päät voidaan kiinnittää reunakehykseen ja ·:·. lankojen 5 risteyskohdissa käytetään kiinnittiminä kuvion 6 25 mukaisia langasta kierrettyjä silmukoita 4, joiden kautta . . langat pujotetaan. Eriste 9, 10 pysyy natriumsilikaatin ja : lankojen 5 avulla hyvin paikallaan elementissä ja kun ele- '·' ‘ menttiä käytetään vaakasuorassa asennossa, esimerkiksi ka- tossa, langat voidaan jättää poiskin. Tavallisesti eriste ; 30 kootaan useista kerroksista 9, 10, jotka on peitetty fo- liolla. Tällaisessa kerrosrakenteessa voidaan käyttää eri-laisia villoja eri kerroksissa.

• ·

Kuviossa 3 on esitetty elementin leikkaus suunnassa III -35 III. Lisäksi tässä kuviossa on esimerkin vuoksi esitetty kuviosta 2 poikkeava eristeratkaisu, jossa pintalevyn 2 ta- 109779 7 kana ja kehystä vasten on muotoon leikattua keraamista villaa 6, 7, joka kestää hyvin kuumuutta. Keraamisen villan 6, 7 kehystämä ontelo on täytetty pehmeällä lämmöneristys-villalla 8, joka voidaan sulkea folioon sen vettymisen 5 estämiseksi. Tämän eristysvaihtoehdon etuna on parempi kosteuden ja kuumuuden kesto ja suurempi jäykkyys, mutta se on keraamisen villan 6, 7 takia edellä kuvattua elementtiä raskaampi.

10 Kuviossa 3 näkyy lisäksi kehyksen 1 ponttien rakenne. Urospuolinen pontti la muodostaa katkaistun kiilan muotoisen ulkoneman reunakehyksen 1 keskelle ja vastaavasti naaraspuolinen pontti Ib elementin reunassa sisäänpäin ulottuvan vastaavanlaisen uran. Kummankin pontin la, Ib kehysprofii-15 Iin pintalevyn puolelle tuleva reuna muodostaa elementin keskelle osoittavan taitteen 11. Pintalevy kiinnitetään kehykseen 1 siten, että sen pinnan ja taitteen 11 välille jää pieni rako. Kun elementit sovitetaan vastakkain pinnak-si, niiden välinen sauma voidaan peittää taitteiden taakse #i;20 kiinnittyvällä nauhalla. Saumaan voidaan panna myös tiivis-teainetta vesitiiviyden ja palonkestävyyden lisäämiseksi.

• · Tällainen rakenne on erityisen edullinen palonsuojaelemen-j teissä, koska elementit puristuvat lämpölaajenemisen an- ·:. siosta tiukemmin toisiaan vasten. Koska samalla rei'itetyn 25 kehän ansiosta jokainen elementti on joustava, saumat eivät . . väänny paikoiltaan vaikka käytettäisiin tasaista pus- kusaumaa kuten elementin lyhyillä sivuilla.

• · ·

Elementtien kiinnittämiseen seinä- tai kattorakenteisiin : 30 voidaan käyttää esimerkiksi kuvion 7 mukaista kiinnitintä.

/. Kiinnittimen runko koostuu kahdesta putkesta, runkoputkesta 12 ja sen päähän kiinnitetystä pienempihalkaisijaisesta '···' kierreputkesta 13. Kierreputken 13 ulkopinnalla on kierre, joka välityksellä se voidaan kiinnittää laipioon tehtyyn 35 kierrereikään tai vapaareikään nylonmutterin 20 avulla.

Runkoputken 12 vastakkaisessa päässä on sisäpuolinen kierre 109779 8 pulttia 14 varten ja kiinnittimeen kuuluu lisäksi eriste-kappale 15 ja aluslevy 17. Kiinnitin kierretään kiinni laipioon elementtien risteyskohdalle ja eristekappale 15 työnnetään runkoputken 12 päälle. Seuraavaksi elementit 5 sovitetaan paikoilleen, jolloin runkoputki 12 osuu niiden väliseen saumaan, mutta sen pää jää hieman elementin pinnan tason alle tai korkeintaan pinnan tasoon. Seuraavaksi risteykseen sijoitetaan aluslevy 17 ja pultti 17 kierretään kiinni, jolloin aluslevy 17 puristaa elementit eristekappa-10 letta vasten. Tällaista kiinnikettä käytetään siksi, koska sen lämpöä johtava pinta-ala on pieni putkirungon ansiosta.

Edellä olevien esimerkkien lisäksi tällä keksinnöllä on muitakin sovellusmuotoja.

15

Kuviossa 5 on esitetty rakenne, jota voidaan käyttää erityistä vedenpitävyyttä vaativissa kohteissa, joissa verhoilu joutuu roiskevedelle alttiiksi tai esiintyy pesutarvet-·”*: ta. Tällöin elementtien liitoksen saumaan tehdään kuvion 5 ••20 mukainen taite, joka ohjaa saumaan mahdollisesti päässeen .’. veden sauman alareunasta verhoilun ulkopuolelle. Vedenpitä-• * .”·. vyyttä voidaan lisätä myös erilaisilla saumarakenteilla ja • · j elementin reunakehyksen muoto voidaankin valita melko va- päästi, koska kehys ei menetä joustavuusominaisuuksiaan i : : * 25 reunamuotoa vaihdettaessa. Reikien osuus kehyksen pinta- alasta voi vaihdella, mutta noin 50% osuus lienee edullisin :·· · ja osuuden tulisi olla yleensä 30 - 7 0%, jotta kehyksen V * joustavuus tai jäykkyys saadaan sopiviksi. Tarvittava rei- : kien osuus riippuu muun muassa kehysmateriaalin paksuudesta ,••30 ja kehyksen muodosta. Kuten jo aiemmin mainittiin pintale-vyn materiaali voi vaihdella käyttötarkoituksen mukaan. Lisäksi materiaalin pinnassa voi olla erilaisia kuvioita, joita voidaan käyttää myös pintalevyn jäykkyyden lisäämiseen. Elementin peltirakenteen liitoksissa on 35 edullista käyttää pistehitsausta, mutta muutkin liitostavat ovat luonnollisesti mahdollisia. Eristeen kiinnityslangat 109779 9 ovat edullisesti ruostumatonta terästä, mutta teräslankojen sijasta voidaan luonnollisesti käyttää esimerkiksi synteettisistä materiaaleista valmistettuja lankoja.

* • · · · • · # * i * * * · • · · t : : • · * • 9 · * * · * # · • t < • * f ·

Claims (13)

10 109779

1. Elementti pintaverhouksen valmistamiseksi, joka element-5 ti käsittää elementin jokaisen reunan kiertävän kehysrakenteen (1) elementin kiinnittämiseksi muihin elementteihin ja ainakin yhden kehysrakenteeseen (1) kiinnitetyn pintale-vyn (2, 3) verhoilupinnan muodostamiseksi, tunnettu siitä, että kehys (1) on valmistettu reititetystä metalli- 10 levystä kehyksen jäykkyyden ja joustavuuden saattamiseksi sopiviksi, jossa reikien osuus kehyksen (1) materiaalin pinta-alasta on 30 - 70%.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elementti, tunnet -15 t u siitä, että reikien osuus kehyksen (1) materiaalin pinta-alasta on noin 50%. • · • · · ···· 3. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ele- » * * mentti, tunnettu siitä, että kehyksessä (1) on 20 ainakin yhdellä elementin reunalla urospuolinen pontti (la) !!.* ja ainakin yhdellä reunalla vastaavanlainen naaraspuolinen pontti (Ib). * * • · * · '1*. 4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ele- .* 25 mentti, tunnettu siitä, että ainakin kahdella ,···. elementin reunalla kehyksen (1) ulkopinta on tasainen. < · . 5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ele mentti, tunnettu siitä, että pintalevy on muodos-30 tettu ainakin kahdesta kaistaleesta (2), joiden viereisen 109779 11 kaistaleen puoleisessa reunassa on kaistaleen (2) pinnasta poispäin osoittava taite (18, 19) ja rinnakkaisten kaistaleiden taitteet (18, 19) on kiinnitetty toisiinsa kaistaleiden (2) liittämiseksi yhtenäiseksi levyksi. 5

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen elementti, tunnettu siitä, että pintalevyn (2) paksuus on alle 0,2 mm.

7. Elementti paloverhouksen valmistamiseksi, joka elementti käsittää - elementin jokaisen reunan kiertävän kehysrakenteen (1) elementin kiinnittämiseksi muihin ele- 15 mentteihin, - ainakin yhden kehysrakenteeseen (1) kiinnitetyn pintalevyn (2, 3) verhoilupinnan muodostamiseksi, :;ij ja 20 - kehysrakenteen (1) ja pintalevyn (2, 3) rajaa- ’ maan tilaan sovitettua keveää palonkestävää eris- .. tettä, t » I I * ' · · ,· 25 tunnettu siitä, että kehys (1) on valmistettu • t ... reititetystä metallilevystä, jossa reikien osuus kehyksen (1) materiaalin pinta-alasta on 30 - 70%. * »

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen elementti, t u n -30 n e t t u siitä, että reikien osuus kehyksen (1) materi- 109779 12 aalin pinta-alasta on 50%.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 7-8 mukainen elementti, tunnettu siitä, että pintalevy on muo- 5 dostettu ainakin kahdesta kaistaleesta (2), joiden viereisen kaistaleen puoleisessa reunassa on kaistaleen (2) pinnasta poispäin osoittava taite (18, 19) ja rinnakkaisten kaistaleiden taitteet (18, 19) on kiinnitetty toisiinsa kaistaleiden (2) liittämiseksi yhtenäiseksi levyksi. 10

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 7-9 mukainen elementti, tunnettu siitä, että eriste on kiinnitetty elementtiin eristeen yli elementin takapuolella kulkevilla langoilla (5), jotka on kiinnitetty reunakehykseen 15 (1) ja jotka kulkevat pintalevykaistaleiden (2) taitteisiin (18, 19) kiinnitettyjen lankasilmukoiden (4) kautta. • · · ··· 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen elementti, t u n - n e t t u siitä, että eriste käsittää ainakin kaksi mine-20 raalivillakerrosta (9, 10), jotka on erotettu toisistaan foliolla. *.·. 12. Jonkin patenttivaatimuksista 7-9 mukainen elementti, tunnettu siitä, että eriste käsittää keraamista 25 villaa (6, 7) sovitettuna pintalevyä (2, 3) ja reunakehystä ··. (1) vasten ja loppu eristekerroksesta on pehmeämpää ja kevyempää villaa. 1 Jonkin patenttivaatimuksista 7-12 mukainen elementti, 30 tunnettu kunkin elementin reunassa olevan kehyksen 109779 13 (1) taitteesta (11), joka on välimatkan päässä pintalevystä (2) ja osoittaa elementin keskustaan päin, ja tiivis-tenauhasta, joka voidaan kiinnittää reunoistaan kahden rinnakkain olevan elementin taitteiden (11) taakse peittämään 5 elementtien välistä saumaa.

14. Jonkin patenttivaatimuksista 7-13 mukainen elementti, tunnettu siitä, että pintalevyn (2) paksuus on alle 0,2 mm. 14 109779