FI125493B - Järjestelmä ja menetelmä kennolevyelementin valmistamiseksi - Google Patents

Description

JÄRJESTELMÄ JA MENETELMÄ KENNOLEVYELEMENTIN VALMISTAMISEKSI - ARRANGEMANG OCH FÖRFARANDE FÖR FRAMSTÄLLNING AV CELLSKIVELEMENT

KEKSINNÖN TEKNIIKAN ALA

Keksinnön kohteena on jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten johdanto-osissa esitetyn mukaiset järjestelmä ja menetelmä kennolevyelementin valmistamiseksi. Lisäksi keksinnön kohteena on keksinnön mukaisella menetelmällä tai järjestelmällä aikaansaatava kennolevyelementti.

TEKNIIKAN TASO

Teräskennolevyelementtejä on perinteisesti valmistettu hitsaamalla kahden pintalevyn väliin ydinrakenne esimerkiksi pistehitsaamalla tai laserhitsaamalla. On myös tunnettua liimata pintalevyt ja ydinrakenne toisiinsa.

Yksi perinteisten kennolevyratkaisujen ongelma on, että kennolevyjen ytimien kiinnittäminen pintalevyihin, varsinkin pinta-alaltaan suurten levyjen keskiosassa, on vaikeaa. Valmistamiseen on tarvittu kalliita laitteita. Yksi perinteisten kennolevyjen ongelma on ollut se, että samoista lähtöaineista on yleensä pystytty helposti valmistamaan vain tietyn kokoista kennolevyä.

KEKSINNÖN TARKOITUS JA LYHYT KUVAUS

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on vähentää tai jopa poistaa tekniikan tasossa ilmeneviä ongelmia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on erityisesti saada aikaan ratkaisu, jolla teräskennolevyjä valmistetaan entisiä menetelmiä tehokkaammin, nopeammin ja edullisemmin.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on erityisesti saada aikaan ratkaisu, jolla teräskennolevyjen raaka-aineena voidaan käyttää kuumasinkittyä teräslevyä pinnoitteen siitä kärsimättä.

Mm. edellä mainittujen tarkoituksien toteuttamiseksi keksinnölle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisissa itsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Tässä tekstissä mainitut sovellusesimerkit ja edut koskevat soveltuvin osin niin keksinnön mukaista järjestelmää kuin menetelmää, vaikka sitä ei aina erikseen mainitakaan.

Keksinnön mukainen järjestelmä ja menetelmä sopivat erityisen hyvin käytettäväksi suomalaisten patenttihakemusten Fl 20051131, Fl 20051327 tai Fl 20060117 mukaisissa kennolevyissä ja menetelmissä. Hakemuksessa Fl 20060117 esitetään tarkemmin eräitä keksinnön mukaisen kennolevyn ja sen valmistusmenetelmän ominaisuuksia ja sovelluksia. Nyt kyseessä olevan keksinnön mukaiset järjestelmä ja menetelmä soveltuvat erityisen hyvin hakemuksessa Fl 20060117 esitettyjen kennolevyjen valmistamiseen. Keksinnön mukainen järjestelmä ja menetelmä voivat myös olla osa hakemuksessa Fl 20060443 esitettyä tuotantolinjaa ja menetelmää kennolevyelementin tuottamiseksi. Mainittujen hakemusten selitysosan, vaatimusten ja kuvioiden onkin katsottava sisältyväksi tämän hakemuksen selitysosaan.

Kennolevyelementti käsittää ensimmäisen ja toisen olennaisen yhdensuuntaisen pintalevyn sekä niiden välisen ydinrakenteen. Tyypillinen keksinnön mukainen kennolevyelementti valmistetaan kiinnittämällä yhteen useita levymäisestä materiaalista muodostettuja toisistaan erillisiä levyjä, eli profiileja, joita tässä hakemuksessa kutsutaan myös lamelleiksi.

Yksittäinen profiili on tarkoitettu muodostamaan valmiissa kennolevyelementissä - olennaisen tasomainen ensimmäinen pintauloke, - olennaisen tasomainen toinen pintauloke tai - ydin, joka on järjestetty ensimmäinen ja toinen pintauloke toisiinsa yhdistäväksi.

Tyypillisen keksinnön mukaisen kennolevyelementin profiilit kiinnitetään toisiinsa siten, että - ensimmäiset pintaulokkeet ovat vierekkäin ja muodostavat kennolevyelementin ensimmäisen pintalevyn, - toiset pintaulokkeet ovat vierekkäin ja muodostavat kennolevyelementin toisen pintalevyn, ja - profiilien ytimet kiinnitetään ensimmäisiin ja toisiin pintaulokkeisiin, jolloin niistä muodostuu kennolevyelementin ydinrakenne.

Keksinnössä käyttökelpoisissa profiileissa eli lamelleissa on edullisesti myös kiinnitystaitoksia lamellien kiinnittämiseksi toisiinsa helpottamiseksi.

Keksintö soveltuu esimerkiksi laivojen välikansissa tai kerrostalojen välipohjissa, seinissä, katoissa ja lattioissa käytettävien kennolevyjen valmistamiseen. Keksinnön mukaisesta kennolevystä on mahdollista valmistaa erittäin vahvoja ja kevyitä kantavia rakenteita. Esimerkiksi keksinnön mukaista kennolevyä voidaan käyttää laivojen tai talojen hytti- tai huonemoduulien rakenteina. Tällöin esimerkiksi hyttimoduulista saadaan helposti itsensä kantava rakenne, jonka päälle voidaan rakentaa jopa useita kerroksia. Esimerkiksi tällaisista moduuleista voidaan muodostaa itsensä kantava laivan hyttiosasto tai kerrostalo.

Erilaisia keksinnön mukaisia profiileja ja kennolevyjä on helppo valmistaa kuhunkin tilanteeseen sopivasti. On helppo valmistaa eri kokoisia ja eri vahvuisia kennolevyjä. Profiilit voivat olla esimerkiksi terästä, alumiinia tai muuta sopivaa metallia. Myös muut materiaalit saattavat tulla kyseeseen. Levymäinen materiaali ja siitä valmistettavat profiilit voivat olla yhdeltä tai molemmilta puoliltaan päällystettyä, esimerkiksi PVC-kalvolla. Levymäinen materiaali voi olla paksuudeltaan esimerkiksi 0.5-5 mm tai 0.5-3 mm paksua. Profiilit voivat esimerkiksi olla pituudeltaan ns. ytimien suunnassa, esimerkiksi 0.5-20.0 m tai 1.0-10.0 m. Yleensä valmiin kennolevyn pituus on voimia enemmän kantavassa suunnassa suurin piirtein sama kuin profiilien pituus ns. ytimien suunnassa.

Pintaulokkeiden leveys voi olla esimerkiksi 0.1-1.0 m, 0.1-0.5 m tai 0.1-0.2 m. Valmiissa kennolevyssä voi olla esimerkiksi 5-1000, 10-200 tai 20-100 profiilia kiinnitettynä vierekkäin. Kennolevyn leveys ytimien suuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa voi olla esimerkiksi 0.5-50 m, 1-25 m tai 5-20 m. Pintaulokkeiden etäisyys toisistaan voi valmiissa kennolevyssä olla esimerkiksi 0.01 m-0.5 m, 0.05-0.4 m tai 0.1-0.3 m. Valmiin kennolevyn paksuus on yleensä suurin piirtein sama kuin pintaulokkeiden etäisyys toisistaan. Edellä mainitut mitat ovat vain esimerkkejä. Muutkin mitat ovat mahdollisia.

Tyypillinen keksinnön mukainen järjestelmä kennolevyelementin valmistamiseksi lamelleista on tunnettu siitä, että siinä on ainakin seuraavat osat - kennolevyelementin kasauspöytä, - kasauspöydän yhteyteen järjestetty puristussaumauslaite, ja - välineet lamellien syöttämiseksi puristussaumauslaitteelle.

Keksinnön edullisten suoritusmuotojen mukaan järjestelmä voi lisäksi käsittää ainakin yhden seuraavista piirteistä tai lisäosista - välineet lamellien syöttämiseksi puristussaumauslaitteelle on järjestetty puristussaumauslaitteeseen, - puristussaumauslaite on järjestetty liikuteltavaksi kasauspöydän suhteen, - puristussaumauslaitteessa on vähintään kahdet puristussaumausvälineet, jotka edullisesti käsittävät puristusrullat ja saumausrullat, - eristeen käsittelylaite eristeen järjestämiseksi puristussaumattujen lamellien sisään, johon eriste tyypillisesti kiinnitetään liimalla, ja/tai - välineet sauman eristävän aineen järjestämiseksi ainakin joidenkin lamellien väleihin ennen kyseisten lamellien puristussaumausta.

Tyypillisesti keksinnön mukaisessa järjestelmässä syötetään kerralla kolme lamellia puristussaumauslaitteelle, eli lamellit, jotka muodostavat kennolevyelementin pintaosat sekä ydinosan.

Mikäli välineet lamellien syöttämiseksi puristussaumauslaitteelle on järjestetty puristussaumauslaitteeseen ja puristussaumauslaite on järjestetty liikuteltavaksi kasauspöydän suhteen, voidaan prosessia nopeuttaa ja tehostaa entisestään. Tällöin on nimittäin mahdollista käyttää keksinnön mukaista järjestelmää siten, että kun puristussaumauslaite on puristussaumannut lamellit toisiinsa, eli siirtynyt kasauspöydän ensimmäisestä päästä sen toiseen päähän, siirtää se alkuperäiseen asentoonsa palatessaan mukanaan seuraavat lamellit oikealle työstöpaikalleen. Tällöin puristussaumauslaite voi heti aloittaa uuden saumaussyklin, eli siirtyä taas kasauspöydän ensimmäisestä päästä sen toiseen päähän samalla saumaten kaikki tarpeelliset saumat yhteen. Tyypillisesti kyseessä on esimerkiksi lamellin ylä- ja alasaumat.

Puristussaumausvälineitä voi luonnollisesti olla mikä tahansa sopiva määrä, kuten kahdet, kolmet, neljät, viidet, kuudet, seitsemät, kahdeksat, yhdeksät tai kymmenet välineet.

Käytettäessä keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti välineitä sauman eristävän aineen järjestämiseksi ainakin joidenkin lamellien väleihin ennen kyseisten lamellien puristussaumausta, voidaan saumoista tehdä samalla hermeettisiä. Sauman eristävä aine voi olla esimerkiksi liimaa, kuten uretaaniliimaa.

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa käytettävä eriste voi olla esimerkiksi mineraalivillalevyä.

Keksinnön mukainen järjestelmä voi käsittää lisäksi jatkovarusteluvälineet, kuten jatkovarustelupöytä, joille halutun kokoiset kennolevyelementit siirretään kasauspöydältä. Jatkovarustelupöydällä suoritetaan kennoelementtien viimeistelyä, esimerkiksi jatkovarustelu, reunalistoitus, tarvittavat reititykset, yms. tehdään tässä vaiheessa.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle kennolevyelementin valmistamiseksi lamelleista on tyypillistä se, että menetelmässä on ainakin seuraavat vaiheet a) järjestetään ensimmäiset lamellit kasauspöydälle, b) puristussaumataan ensimmäiset lamellit toisiinsa puristussaumauslaitteella siten, että toisiinsa kiinnitetyistä lamelleista muodostetaan kennolevyelementin pintalevyä ja ydinrakennetta, c) järjestetään toiset lamellit ensimmäisten lamellien yhteyteen, d) puristussaumataan toiset lamellit kiinni toisiinsa sekä edellisessä vaiheessa toisiinsa kiinnitettyihin lamelleihin puristussaumauslaitteella siten, että ne muodostavat lisää kennolevyelementin pintalevyä ja ydinrakennetta, e) toistetaan vaiheet c) ja d) kunnes saadaan halutun suuruinen kennolevyelementti.

Keksinnön erityisen edullisen suoritusmuodon mukaan lamellit puristussaumataan toisiinsa kerralla, eli kaikki tarvittavat saumat muodostetaan kerralla.

Keksinnön kohteena on myös kennolevyelementti, joka on valmistettavissa tämän keksinnön mukaisella järjestelmällä ja/tai menetelmällä.

Keksinnön mukaista järjestelmää kennolevyelementin valmistamiseksi kuvataan tarkemmin kuvioiden esimerkkien avulla.

KUVIOIDEN LYHYT KUVAUS

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen kaaviomaiseen piirustukseen, jossa

Kuvio 1 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen järjestelmän päästä kuvattuna, ja

Kuvio 2 esittää saman järjestelmän sivulta kuvattuna.

KUVIOIDEN ESIMERKKIEN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Kuviossa 1 esitetään keksinnön erään suoritusmuodon mukaista järjestelmää ensimmäisestä suunnasta eli päästä kuvattuna. Kuviossa on esitetty järjestelmä kennolevyelementin 1 valmistamiseksi lamelleista 2, 3. Järjestelmässä on kennolevyelementin 1 kasauspöytä 4 ja sen yhteyteen järjestetty puristussaumauslaite 5. Puristussaumauslaite 5 on järjestetty kasauspöydän 4 sivulla pyörillä 6 kulkevaksi kiskojen 7 varassa. Luonnollisesti puristussaumauslaitteessa 5 on tarvittavat voimanlähteet, kuten sähkö- ja/tai hydraulimoottorit, ohjaus- ja säätöautomatiikka, kytkimet ja vaihdelaatikot sekä muu tarvittava, alan ammattilaiselle sinänsä tunnettu koneistus.

Puristussaumauslaitteeessa 5 on alan ammattilaiselle sinänsä tunnetut akselistot, puristus- ja saumausrullat 8. Kasauspöytä 4 on edullisesti ohjattu siten, että valmista kennolevyelementin osaa voidaan siirtää pöydällä eteenpäin niin, että seuraavat lamellit voidaan tuoda saumattavaksi.

Kuviossa on lisäksi esitetty välineet 9 sauman eristävän aineen, kuten uretaaniliiman, järjestämiseksi ainakin joidenkin lamellien väleihin ennen kyseisten lamellien puristussaumausta.

Kennolevyelementin kasauspöydällä 4 puristussaumataan puristus-saumauslaitteella 5 toisiinsa esikiinnitettyjä lamelleja tukevasti kiinni toisiinsa kiinnitystaivutuksistaan ja muodostetaan näin kennoelementin osia. Esimerkiksi voidaan toimia seuraavasti: jo saumattu kennolevyelementin osa työnnetään kasauspöydälle lamellin leveyden verran, jonka jälkeen uudet lamellit tuodaan saumattavaksi kennolevyelementin osaan. Valmiin kennolevyn leveys määräytyy vierekkäin yhteen saumattujen lamellien määrästä.

Kuviossa 2 esitetään kuvion 1 järjestelmää sivulta kuvattuna, eli kuvion 1 suunnan poikittaisessa suunnassa. Kuviossa on esitetty nuolen 11 avulla, mihin suuntaan puristussaumauslaite 5 liikkuu. Kuviossa on lisäksi esitetty välineet 10 lamellien syöttämiseksi puristussaumauslaitteelle. Kun puristussaumauslaite 5 on puristussaumannut lamellit 2, 3 toisiinsa sekä aiemmin saumattuihin lamelleihin, eli siirtynyt kasauspöydän 4 ensimmäisestä päästä sen toiseen päähän, siirtää se alkuperäiseen asentoonsa palatessaan mukanaan seuraavat lamellit oikealle työstöpaikalleen. Tällöin puristussaumauslaite voi heti aloittaa uuden saumaussyklin, eli siirtyä taas kasauspöydän ensimmäisestä päästä sen toiseen päähän samalla saumaten kaikki tarpeelliset saumat yhteen. Tyypillisesti kyseessä on esimerkiksi lamellin ylä- ja alasaumat.

Piirustuksessa on esitetty vain yksi edullinen keksinnön mukainen sovellusesimerkki. Kuvioissa ei erikseen esitetä keksinnön pääidean kannalta toisarvoisia, sinänsä tunnettuja tai alan ammattimiehelle sinänsä ilmeisiä asioita. Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu pelkästään edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan keksintö voi vaihdella jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten rajoissa. Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa esitetään joitakin keksinnön mahdollisia suoritusmuotoja, eikä niiden sinällään pidä katsoa rajoittavan keksinnön suojapiiriä.

Claims (18)

1. Järjestelmä kennolevyelementin (1) valmistamiseksi lamelleista (2, 3), tunnettu siitä, että siinä on ainakin seuraavat osat - kennolevyelementin (1) kasauspöytä (4), - kasauspöydän (4) yhteyteen järjestetty puristussaumauslaite (5), ja - välineet (10) ensimmäisten lamellien eli olennaisen tasomaisen ensimmäisen pintaulokkeen, olennaisen tasomaisen toisen pintaulokkeen ja ytimen syöttämiseksi puristussaumauslaitteelle (5), jolloin puristussaumauslaite (5) on järjestetty puristussaumaamaan ensimmäiset lamellit toisiinsa kerralla siten, että toisiinsa kiinnitetyistä lamelleista muodostuu kennolevyelementin ensimmäistä ja toista pintalevyä ja ydinrakennetta jolloin, - ensimmäinen pintauloke muodostaa ensimmäistä pintalevyä, - toinen pintauloke muodostaa toista pintalevyä, ja - ydin kiinnitetään ensimmäiseen ja toiseen pintaulokkeeseen, jolloin siitä muodostuu kennolevyelementin ydinrakennetta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että välineet (10) lamellien (2, 3) syöttämiseksi puristussaumauslaitteelle (5) on järjestetty puristussaumauslaitteeseen (5).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että puristussaumauslaite (5) on järjestetty liikuteltavaksi kasauspöydän (4) suhteen.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että puristussaumauslaitteessa (5) on vähintään kahdet puristussaumausvälineet.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että puristussaumausvälineet käsittävät puristusrullat ja saumausrullat.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää eristeen käsittelylaitteen eristeen järjestämiseksi puristussaumatun lamellin sisään.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää välineet (9) sauman eristävän aineen järjestämiseksi ainakin joidenkin lamellien väleihin ennen kyseisten lamellien puristussaumausta.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi välineet valmistettavan kennolevyeiementin siirtämiseksi kasauspöydällä (4).

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että välineet (10) lamellien (2, 3) syöttämiseksi puristussaumauslaitteelle (5) on järjestetty kasauspöydän (4) suhteen liikuteltavaksi järjestettyyn puristussaumauslaitteeseen (5) ja puristussaumauslaite (5) on järjestetty puristussaumatessaan kasauspöydän (4) ensimmäisestä päästä sen toiseen päähän siirtyväksi.

10. Vaatimuksen 9 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että puristussaumauslaite (5) on järjestetty puristussaumauksen jälkeen kasauspöydän (4) toisesta päästä sen ensimmäiseen päähän palaavaksi, ja samalla seuraavat lamellit oikealle työstöpaikalleen mukanaan siirtäväksi.

11. Menetelmä kennolevyeiementin (1) valmistamiseksi lamelleista (2, 3), tunnettu siitä, että menetelmässä on ainakin seuraavat vaiheet a) järjestetään ensimmäiset lamellit, eli - olennaisen tasomainen ensimmäinen pintauloke, - olennaisen tasomainen toinen pintauloke ja - ydin, joka on järjestetty ensimmäinen ja toinen pintauloke toisiinsa yhdistäväksi, kasauspöydälle (4), b) puristussaumataan ensimmäiset lamellit toisiinsa puristussaumauslaitteella (5) kerralla siten, että toisiinsa kiinnitetyistä lamelleista muodostetaan kennolevyeiementin (1) ensimmäistä ja toista pintalevyä ja ydinrakennetta jolloin, - ensimmäinen pintauloke muodostaa ensimmäistä pintalevyä, - toinen pintauloke muodostaa toista pintalevyä, ja - ydin kiinnitetään ensimmäiseen ja toiseen pintaulokkeeseen, jolloin siitä muodostuu kennolevyelementin (1) ydinrakennetta, c) järjestetään toiset lamellit ensimmäisten lamellien yhteyteen, d) puristussaumataan toiset lamellit kerralla kiinni toisiinsa sekä edellisessä vaiheessa toisiinsa kiinnitettyihin lamelleihin puristussaumauslaitteella (5) siten, että ne muodostavat lisää kennolevyelementin (1) pintalevyjä ja ydinrakennetta, e) toistetaan vaiheet c) ja d) kunnes saadaan halutun suuruinen kennolevyelementti (1), jossa - ensimmäiset pintaulokkeet ovat vierekkäin ja muodostavat kennolevyelementin ensimmäisen pintalevyn, - toiset pintaulokkeet ovat vierekkäin ja muodostavat kennolevyelementin toisen pintalevyn, ja - profiilien ytimet on kiinnitetty ensimmäisiin ja toisiin pintaulokkeisiin, jolloin ne muodostavat kennolevyelementin ydinrakenteen.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa d) puristussaumaan järjestetään eristävää ainetta.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 11-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puristussaumatun lamellin sisään järjestetään eristettä ennen seuraavan lamellin asennusta ja puristussaumausta.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eriste liimataan lamellien sisään.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 11-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lamelleja (2, 3) syötetään puristussaumauslaitteelle (5) välineillä (10), jotka on järjestetty puristussaumauslaitteeseen (5), jota liikutetaan kasauspöydän (4) suhteen.

16. Vaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puristussaumauslaitteen (5) puristussaumatessa lamellit (2, 3) toisiinsa se siirtyy kasauspöydän (4) ensimmäisestä päästä sen toiseen päähän.

17. Vaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puristussaumauksen jälkeen puristussaumauslaite (5) palaa kasauspöydän (4) toisesta päästä sen ensimmäiseen päähän, ja samalla siirtää mukanaan seuraavat lamellit oikealle työstöpaikalleen, jonka jälkeen puristussaumauslaite (5) aloittaa uuden saumaussyklin, eli siirtyy taas kasauspöydän (4) ensimmäisestä päästä sen toiseen päähän samalla saumaten kaikki tarpeelliset saumat yhteen.

18. Kennolevyelementti (1), joka on valmistettavissa jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukaisella järjestelmällä tai jonkin patenttivaatimuksen 11-17 mukaisella menetelmällä.