PL185131B1

PL185131B1 - Termoplastyczny element konstrukcji budowlanej

Info

Publication number: PL185131B1
Application number: PL94311741A
Authority: PL
Inventors: De┴Zen┴Vittorio
Original assignee: Royal Building Syst Canada
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1994-05-25
Publication date: 2003-02-28
Also published as: NO954802D0; OA10246A; JP3627053B2; ATE164651T1; JPH09505857A; CN1127539A; DE69409378T2; HUT74280A; NO954802L; EG20398A; EP0795654A2; DE69409378D1; ES2115234T3; FI109139B; BG100167A; BG61952B1; WO1994028262A2; SK146595A3; AU6719194A; CA2097226A1

Abstract

T erm oplastyczny elem ent konstrukcjii bu- dowlanej, m ajacy postac podluzna, w ydrazona, zasadniczo prostoliniow a, po siad ajacy plaskie scianki utrzym yw ane w odstepie za pom oca p o - przecznych scianek lub srodników i posiadajacy przebiegajace w zdluznie elem enty sprzegajace z elementami w spólpracujacym i, znamienny tym, ze term oplastyczny elem ent konstrukcyjny (8 , 8 ', 9, 9', 26, 27, 35, 35', 37, 40, 80) stanow i w spól- w ytloczke w ydrazonego rd zen ia (1 0 , 2 1 ) i g lad - kiej ochronnej zew n etrzn ej po w lo k i (11, 22), która po sprzezeniu elem entu konstrukcyjnego ze w spólpracujacym i elem entam i konstrukcyjnym i stanow i p o w lo k e p o w ie rz c h n i z ew n etrzn y ch scianek (13, 23), przy czym poprzeczne scianki lub srodniki (12, 14, 24) stanow iace scianki w e- w netrzne elem entów konstrukcyjnych m aja w ie- le w ycietych otw orów (17, 25), które tw o rza p o la c z e n ia w e w n e trz n e i s a ro z m ie sz c z o n e w ew natrz w odstepach w zdluz elem entów sprze- gajacych (15, 19, 20). PL 1 8 5 1 3 1 B 1 F IG . 3 . PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest termoplastyczny element konstrukcji budowlanej. Wynalazek ma w szczególności zastosowanie w systemie wykonywania tanich i szybkich konstrukcji budowlanych z elementów z tworzyw sztucznych wypełnionych betonem.

W kanadyjskim opisie patentowym nr 2 070 079 opisano system budowlany z zastosowaniem nowych sprzęganych ze sobą termoplastycznych elementów konstrukcyjnych, które mogą być produkowane masowo niskim kosztem i mogą być szybko i łatwo sprzęgane, podczas budowy wielu różnych konstrukcji, które ponadto wymagają niewiele konserwacji oraz są zabezpieczone przed owadami, korozją rdzą i gniciem, a także mają dużą odporność na warunki atmosferyczne. Wynalazek ma na celu znaczne zmniejszenie kosztów wymienionych elementów, a zatem kosztów wznoszonych z nich konstrukcji bez pogarszania konstrukcyjnej integralności elementów lub systemu oraz bez zwiększania kosztów produkcji elementów lub pogarszania łatwości ich montażu.

Chociaż proponowano już stosowanie tworzywa sztucznego do wytwarzania płyt ściennych itp. przeznaczonych do konstrukcji budynków, płyty takie nie miały niezbędnej nośności lub nie spełniały innych wymagań dla praktycznych konstrukcji, które mogłyby być produkowane masowo tanim kosztem, szybko i byłyby łatwo montowane podczas wznoszenia trwałych i tanich konstrukcji, w szczególności tanich domów.

Przykładowo w opisie patentowym US 3 992 839 przedstawiono płytę z tworzywa sztucznego wykonaną z dwóch oddzielnych członów płytowych, korzystnie z polichlorku winylu, które są łączone ze sobą zatrzaskowo, tworząc cienką płytę ścienną. Zatrzaskowo łączone ze sobą płyty, tworzące konstrukcję ścienną, okazały się słabe i brakowało im wytrzymałości oraz nośności koniecznych dla utworzenia odpowiednich elementów konstrukcyjnych stosowanych przykładowo na ściany i dach trwałego budynku.

W opisie patentowym US 3 362 507 przedstawiono zastosowanie indywidualnie prefabrykowanych płyt z wypustami i rowkami, korzystnie z tworzywa sztucznego, które są spajane lub klejone ze sobą i są wykorzystywane zwłaszcza do tworzenia ścian piwnicznych. Płyty takie nie umożliwiają szybkiej produkcji i nie nadają się do szybkiego i łatwego łączenia ze sobą przy wznoszeniu domu lub innej konstrukcji.

W opisie patentowym US 4 457 091 przedstawiono wydrążony człon płytowy o szerokości około 38 mm ze skomplikowanym wnętrzem wytwarzanym przez prasowanie ciągłe. Ze względu na mało wydajny i kosztowny sposób wytwarzania płyty te nie nadają się do praktycznego wykorzystania w tanich konstrukcjach ścian i dachów systemu budowlanego.

W opisie patentowym EP 320745 przedstawiono modułowąkonstrukcję budowlaną, w skład której wchodzą elementy płytowe i elementy skrzynkowe współpracujące ze sobą zaopatrzone w sprzęgające rowki i występy, wykonane z tworzywa termoplastycznego, korzystnie wzmocnionego. Jednak konstrukcja wykonana z tych elementów nie posiada wymaganej wytrzymałości, a same elementy nie mają estetycznego wyglądu. Ponadto, rozwiązanie to nie przewiduje połączeń wewnętrznych pomiędzy poszczególnymi sekcjami budynku, ani ochronnej warstwy zewnętrznej. Przy tym zużycie materiału termoplastycznego jest stosunkowo wysokie.

Zgodnie z wynalazkiem, termoplastyczny element konstrukcji budowlanej ma postać podłużną wydrążoną, zasadniczo prostoliniową, z płaskimi ściankami utrzymywanymi w odstępie za pomocą poprzecznych ścianek lub środników oraz ma przebiegające wzdłużnie elementy sprzęgające z elementami współpracującymi. Rozwiązanie charakteryzuje się tym, że termoplastyczny element konstrukcyjny stanowi współwytłoczkę wydrążonego rdzenia i gładkiej ochronnej powłoki zewnętrznej, którą po sprzężeniu elementu konstrukcyjnego ze współpracującymi elementami konstrukcyjnymi stanowi powłokę powierzchni zewnętrznych ścianek, przy czym poprzeczne ścianki lub środniki stanowiące ścianki wewnętrzne elementów konstrukcyjnych mają wiele wyciętych otworów, które tworzą połączenia wewnętrzne i są rozmieszczone wewnątrz w odstępach wzdłuż elementów sprzęgających.

Korzystnym jest, że rdzeń jest wykonany z polichlorku winylu zawierającego środek wzmacniający i regulujący rozszerzalność, przy czym środek wzmacniający i regulujący rozszerzalność w rdzeniu jest dobrany spośród włókien mineralnych, włókien szklanych i węglanu wapnia. Rdzeń zawiera materiał wycięty ze ścianek i środników z uprzednio wytłoczonych elementów. Gładka powłoka zewnętrzna jest wykonana z PCW, twardego PCW, półtwardego PCW, ABS lub z poliwęglanu. Rdzeń ma grubość co najmniej 4 razy większą od grubości powłoki zewnętrznej, zaś otwory mająkształt kołowy, przy czym ich średnica jest mniejsza niż odstępy pomiędzy elementami sprzęgającymi. Otwory mająjednakowe średnice i są wyśrodkowane na linii usytuowanej centralnie pomiędzy elementami sprzęgającymi i są równomiernie rozmieszczone w odstępach wzdłuż tej linii, przy czym średnica otworów jest większa niż połowa odległości pomiędzy usytuowanymi w odstępie elementami sprzęgającymi. Termoplastyczny element konstrukcyjny ma przebiegające do wewnątrz, przeciwległe elementy sprzęgające w postaci rowków, przy każdej z końcowych ścianek, przy czym szerokość płyty na zewnątrz rowków jest zmniejszona w stronę ścianek końcowych, tworząc sprzęgającą część wypustową współpracującą z wystającymi elementami sprzęgającymi, w postaci ramion, zaopatrzonymi w elementy sprzęgające w postaci ustalających palców sąsiedniego elementu konstrukcyjnego. Termoplastyczny element konstrukcyjny stanowi skrzynkowy łącznik w postaci podłużnego wydrążonego prostopadłościanu, którego dwie przeciwległe zewnętrzne ścianki stanowiązasadniczo płaskie ścianki, a dwie ścianki sąutworzone przez poprzeczne środniki. Termoplastyczny element konstrukcyjny stanowi trójstronny skrzynkowy łącznik posiadający otwory wykonane w swych ściankach, które stająsię wewnętrznymi ściankami, po sprzężeniu ze współpracującymi elementami. Odstęp pomiędzy przeciwległymi ściankami każdego elementu konstrukcyjnego jest rzędu kilkudziesięciu łącznych grubości podłoża i powłoki zewnętrznej.

Wynalazek ma szereg zalet w stosunku do znanych rozwiązań. Głównązaletąjest obecność otworów w elementach konstrukcyjnych, które zapewniają komunikację wewnętrzną pomiędzy poszczególnymi elementami konstrukcyjnymi. Pozwala to na wymianę powietrza, ale przede wszystkim daje możliwość wlewania zaprawy betonowej w wybranym punkcie, z którego zaprawa rozlewa się do elementów będących w komunikacji z tym punktem. Stanowi to znaczne ułatwienie pracy przy wznoszeniu budynku, ponieważ nie zachodzi potrzeba wypełniania każdego elementu konstrukcyjnego oddzielnie co ma miejsce w znanych rozwiązaniach. Ponadto, materiał termoplastyczny z wyciętych elementów może i jest ponownie użyty do formowania następnych elementów. Daje to duże oszczędności materiałowe i znaczną obniżkę kosztów. Dalszą istotną zaletą wynalazku jest formowanie elementów konstrukcyjnych zaopatrzonych w gładką, estetyczną powłokę zewnętrzną. Korzyścią takiego rozwiązania jest to, że wznoszony budynek od razu posiada właściwy estetyczny wygląd, i nie ma potrzeby nanoszenia dalszej zewnętrznej okładziny, ale nawet większą zaletąjest wzmocnienie rdzenia przez nałożenie powłoki, dzięki czemu formowane elementy mają znacząco zwiększoną wytrzymałość. Elementy sprzęgające są przeznaczone do suwliwego sprzężenia ze współpracującymi elementami sprzęgającymi sąsiedniego współpracującego elementu konstrukcyjnego.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w perspektywicznym widoku mały domek wzniesiony ze sprzężonych ze sobą termoplastycznych elementów konstrukcyjnych, takich jakie stanowią przedmiot niniejszego wynalazku, fig. 2 jest perspektywicznym widokiem wyrwania ilustrującego płytę ścienną według wynalazku osadzoną na betonowym podłożu, gotową do przyjęcia betonu lub innego materiału kotwiącego do zakotwienia do podstawy poprzez odpowiednie pręty kotwiące, fig. 3 jest

185 131 widokiem perspektywicznym ilustrującym sekcję ściany z przedstawieniem pary płyt ściennych sprzężonych ze skrzynkowym łącznikiem i z uwidocznieniem elementów zawierających podłoże z odsłoniętymi zewnętrznymi powierzchniami tego rdzenia pokrytymi gładką termoplastyczną powłoką przy czym w celach ilustracyjnych grubość tej powłoki jest nieco powiększona, fig. 4 jest widokiem perspektywicznym ilustrującym pewną liczbą płyt dachowych według wynalazku analogicznych jak płyty ścienne z fig. 3, połączonych czterostronnymi łącznikami skrzynkowymi, przy czym te czterostronne łączniki skrzynkowe są przeznaczone do mocowania okładziny na górnej powierzchni dachu i do sprzężenia z innymi elementami pod powierzchnią dachu, fig. 5 jest widokiem z góry pokazującym trójstronny łącznik skrzynkowy sprzęgający ze sobą dwie usytuowane w jednej linii płyty ścienne i trzecią płytę ścienną usytuowaną do nich pod kątem prostym, fig. 6 jest widokiem perspektywicznym ilustrującym narożny łącznik skrzynkowy łączący dwie płyty ścienne pod kątem prostym, fig. 7 jest widokiem perspektywicznym ilustrującym czterostronny łącznik, skrzynkowy do łączenia czterech płyt ściennych pod kątem prostym, fig. 8 jest widokiem perspektywicznym nieco zmodyfikowanego dwustronnego łącznika skrzynkowego posiadającego wewnętrzne palce ustalające do sprzężenia ze współpracującą wkładką, fig. 9 jest widokiem podobnym jak fig. 8, ale pokazującym trójstronny łącznik skrzynkowy, fig. 10 jest widokiem perspektywicznym płyty ściennej według wynalazku z pojedynczym wewnętrznym środnikiem, fig. 11 jest widokiem perspektywicznym płyty ściennej bez wewnętrznego środnika, fig. 12 jest widokiem perspektywicznym łącznika według wynalazku przeznaczonego do łączenia łączników skrzynkowych, fig. 13 jest widokiem perspektywicznym od spodu pochyłego kołpaka ściennego według wynalazku, fig. 14 jest widokiem perspektywicznym kołpaka ściennego z fig. 13 od góry, fig. 15 jest schematycznym widokiem ilustrującym sposób wytłaczania elementu według przedmiotowego wynalazku i wiercenia ich następnie w celu wytworzenia otworów w ich środnikach, fig. 16 jest przekrojem łącznika skrzynkowego, którego wytłaczanie przedstawiono na fig. 15.

Na figurze 1 pokazano widok perspektywiczny domu 1, jako przykładowego typu budynku, który może być wzniesiony przy zastosowaniu termoplastycznych elementów budowlanych według wynalazku, z których mogą być montowane w ściany 2 i dach 3 z zastosowaniem drzwi 4 i okien 5.

Budynek przedstawiony na fig. 1 przeznaczony jest do montażu na betonowej płycie 6 jak pokazano na fig. 2, gdzie pokazano, jak ściany 2 budynku mogąbyć kotwione do betonowej płyty 6 za pomocą kotwiących prętów 7, kiedy wnętrze ścian 2 jest wypełniane betonem itp., jak pokazano strzałką A. Aby zapobiec wylewaniu się betonu spod ściany 2 mogą być zastosowane odpowiednie środki, takie jak listwa 6'.

Na figurze 3 przedstawiono współwytłaczaną powłokę zewnętrzną na odsłoniętych powierzchniach płyt ściennych i na skrzynkowym łączniku. Wszystkie płyty i łączniki skrzynkowe majątaką współwytłaczanąpowłokę i tylko części takie jak łącznik skrzynkowy z fig. 12, które nie mają odsłoniętych powierzchni, kiedy są zmontowane w konstrukcję budynku, będą wytłaczane bez żadnej powłoki.

Jak to dokładniej przedstawiono na fig. 3, ściany 2 są utworzone z termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 8 w postaci płyt ściennych połączonych ze sobą za pomocą termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 9 w postaci skrzynkowych łączników, z których jeden przedstawiony jest na fig. 3.

Każdy z termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 8 według wynalazku opisany w równoległym kanadyjskim zgłoszeniu patentowym nr 2 070 079 zawiera wydrążoną prostoliniową termoplastyczną wytłoczkę posiadającą rdzeń 10 i równocześnie wytłaczaną zewnętrzną powłokę 11.

Rdzeń 10 korzystnie zawiera chlorek winylu, zwłaszcza polichlorek winylu zawierający odpowiedni składnik wzmacniający i regulujący rozszerzanie, taki jak włókna mineralne lub inne, albo inne znane środki regulowania rozszerzalności, takie jak węglan wapnia.

Składnik wzmacniający szczególnie użyteczny dla części składowych konstrukcji według przedmiotowego wynalazku, które podlegają silnemu obciążeniu, zawiera małe włókna szklane,

185 131 które przy zakotwieniu w termoplastycznym materiale, takim jak chlorek winylu lub polichlorek winylu, zapewniają żądane właściwości wzmacniania i regulowania rozszerzalności i zapewniają dużą wytrzymałość konstrukcji.

Odpowiedni materiał zawierający małe włókna szklane, który może być używany w produkcji termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 8, jest dostępny z firmy B. F. Goodrich Company of Akron, Ohio, pod nazwą FIBERLOC, przy czym materiał taki jest opisany szczegółowo w opisie patentowym US 4 536 360, gdzie bardzo cienkie, krótkie włókna szklane sąspojone w kompozycję żywicy z chlorku winylu.

Obecność włókien szklanych w polichlorku winylu lub innym materiale termoplastycznym, chociaż nadaje materiałowi wytrzymałość na rozciąganie i kontrolę rozszerzalności, stwarza problemy przy wytłaczaniu, a jeśli włókna te są zbyt duże i zbyt skoncentrowane, wytłaczanie materiału w praktyce jest trudne. Korzystnie włókna takie powinny mieć średnicę rzędu kilku mikrometrów i długość rzędu kilku milimetrów, przy zawartości nie większej niż, a korzystnie zasadniczo mniejszej niż około 35% wagowo w stosunku do łącznego ciężaru włókien szklanych i żywic z chlorku winylu.

Obecność włókien szklanych powoduje kruchość, w związku z czym konstrukcja wykonana jedynie z włókien szklanych wzmocnionych tworzywem sztucznym może pękać przy uderzeniu. Prawdopodobieństwo pęknięcia zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości włókien szklanych.

Problemy występujące przy stosowaniu włókien szklanych jako składnika wzmacniającego z wykorzystywaniem ich dobrych właściwości wzmacniających dla umożliwienia przenoszenia dużych obciążeń zostały rozwiązane przez równoczesne wytłaczanie wraz z termoplastycznym tworzywem sztucznym wzmocnionym szkłem gładkiej termoplastycznej powłoki pokrywającej zewnętrzne odsłonięte powierzchnie płyt.

Gładka plastyczna powłoka może być z polichlorku winylu, twardego polichlorku winylu, półtwardego polichlorku winylu, tworzywa ABS, poliwęglanu z tworzywami termoplastycznymi dostępnymi z firmy G. E. pod znakiem towarowym GELOY i NORYL.

Ta powłoka 11 służy wielu użytecznym celom. Dzięki obecności włókien szklanych w rdzeniu 10 jest on nieco kruchy, a jego powierzchnie są szorstkie i ścierne, przy czym części włókien szklanych wystające poprzez tę powierzchnię podłoża czyniąpodłoże nieco porowatym i podatnym na wnikanie wilgoci, która może mieć szkodliwy wpływ na spojenie pomiędzy włóknami szklanymi a materiałem termoplastycznym.

Równoczesne wytłaczanie termoplastycznej powłoki zapewnia przykrycie i uszczelnienie zewnętrznych odsłoniętych powierzchni części konstrukcyjnej przed wnikaniem wilgoci, dzięki czemu utrzymywana jest integralność spojenia włókien szklanych z podłożem z tworzywa sztucznego. Ponadto zewnętrzna powłoka 11 nie tylko okrywa odsłonięte włókna szklane, ale te odsłonięte włókna szklane stają się osadzone w materiale termoplastycznym tak, że zewnętrzna powierzchnia części jest całkowicie gładka. Włókna szklane z kolei przez ich osadzenie w zewnętrznej powłoce łączą trwale tę powłokę z podłożem lub rdzeniem 10, tak że rozszerzenie się i skurczenie zewnętrznej powłoki są związane z rozszerzaniem się i kurczeniem rdzenia, które są kontrolowane lub ograniczane przez obecność zawartych w tym rdzeniu włókien szklanych mających znacznie mniejszy współczynnik rozszerzalności niż tworzywo sztuczne.

Należy wziąć pod uwagę, że powłoka 11 może być sformułowana tak, aby zawierała składniki zapewniające odporność na uderzenia, odporność napromieniowanie ultrafioletowe itp.

Połączenie równocześnie wytłaczanych rdzenia 10 i gładkiej zewnętrznej powłoki 11 umożliwia uzyskanie płyt ściennych mających własną wytrzymałość konstrukcyjną i które zasadniczo nie wymagają konserwacji, są odporne na uderzenia oraz nie ulegają korozji, gniciu ani rdzewieniu i będą nieprzepuszczalne dla wilgoci oraz odporne na atak termitów i innych owadów.

Chociaż zastosowanie włókien szklanych zapewnia wytrzymałość niezbędną do przenoszenia dużego obciążenia, tam gdzie płyty będą podlegały znacznie mniejszemu obciążeniu, rdzeń 10 może być wykonany z chlorku winylu zawierającego od około 5% do około 50% węglanu wapnia, a korzystnie około 5-30% wagowo węglanu wapnia.

185 131

Alternatywnie w celu spełnienia określonych wymagań stawianych płycie odnośnie obciążenia może być użyta mieszanina chlorku wapnia i włókien szklanych lub innych środków wzmacniających, takich jak włókna mineralne.

Jak pokazano na fig. 3, każdy z termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 8 jest wyposażony w dwa poprzeczne środniki 12, które łączą ze sobą przeciwległe zewnętrzne ścianki 13 pomiędzy końcowymi środnikami 14.

Przy każdym ze środników 14 termoplastyczny element konstrukcyjny 8 ma przebiegające do wewnątrz elementy sprzęgające 15 w postaci przeciwległych rowków, przy czym szerokość termoplastycznego elementu konstrukcyjnego 8 jest zmniejszona na zewnątrz tych rowków w stronę środników 14, aby w rezultacie otrzymać sprzęgającą część wypustową 16.

Ponieważ czynnik kosztów jest ważnym elementem dla masowego odbiorcy. Wskaźnik kosztów może być znacznie zmniejszony w zakresie kosztów materiałowych przez wykonanie szeregu otworów 17 wzdłuż środników 12 i 14.

Wycięty materiał można następnie zebrać i ponownie wykorzystać przy następnym wytłaczaniu rdzenia.

Otwory 17 są korzystnie otworami kołowymi o średnicy nieco mniejszej niż odstęp pomiędzy najbliższymi punktami 18 elementów sprzęgających 15 w postaci rowków.

Kiedy otwory 17 są wycentrowane pośrodku środników 14 i pośrodku pomiędzy zewnętrznymi ściankami 13 płyty, otwory te mogą być wycinane poprzez środniki 14 jak również poprzez środniki 12 bez kolizji z elementami sprzęgającymi 15 w postaci rowków, które przebiegają bez przerw na całej długości wytłoczki.

Nadal w odniesieniu do fig. 3, termoplastyczne elementy konstrukcyjne 8 w postaci płyt przedstawiono j ako połączone za pomocą innego termoplastycznego elementu konstrukcyjnego 9 w postaci skrzynkowego łącznika o przekroju wydrążonego wytłoczonego prostokąta, posiadającego wystające elementy sprzęgające 19 w postaci ramion zakończonych zagiętymi do wewnątrz, przeciwległe zgodnymi elementami sprzęgającymi 20 w postaci palców ustalających, które są przystosowane do suwliwego sprzężenia z elementami sprzęgającymi 15 w postaci rowków.

Termoplastyczny element konstrukcyjny 9 jest wytłaczany z rdzeniem 21 i współwytłaczaną zewnętrzną powłoką 22 pokrywającą powierzchnie zewnętrzne ścianek 23 i elementów sprzęgających 19, 20.

Termoplastyczny element konstrukcyjny 9 w postaci prostokątnego łącznika skrzynkowego ma rdzeń 21, który może zawierać żywicę z polichlorku winylu oraz przykładowo węglan wapnia jako środek wzmacniający i regulujący rozszerzalność, chociaż mogą być również użyte inne środki, takie jak małe włókna szklane i mieszaniny środków.

Należy zauważyć, że powierzchnie zewnętrznych ścianek 23 termoplastycznego elementu konstrukcyjnego 9 pokryte zewnętrzną powłoką 22 są dokładnie zrównane z powierzchniami zewnętrznych ścianek 13 płyty, przy czym części wypustowe 16 płyt są przyjmowane w przestrzeni pomiędzy zagiętymi do wewnątrz elementami sprzęgającymi 20 w postaci ustalających palców a poprzecznymi ściankami lub środnikami skrzynkowego łącznika.

Łącznik skrzynkowy jest wykonany z szeregiem otworów 25 poprzez poprzeczne ścianki lub środniki 24. Otwory te sąkołowe ze średnicąwycentrowanąpośrodku pomiędzy poprzecznymi ściankami lub środnikami 24 łącznika skrzynkowego i są rozmieszczone w odstępach na długości tego łącznika, przy czym średnice tych otworów są zasadniczo równe lub mniejsze niż odstęp pomiędzy zagiętymi do wewnątrz elementami sprzęgającymi 20 w postaci ustalających palców, tak że te palce ustalające nie są przecinane podczas wycinania otworów 25.

Elementy sprzęgające 15 sąprzykryte gładką, współwytłaczaną powłoką 11, tworząc gładką powierzchnię dla gładkiego suwliwego sprzężenia z pokrytymi gładką powłoką elementami sprzęgającymi 20. Ponadto zewnętrzne powierzchnie wypustów 16, które tworzą środniki 14 płyt, sąprzykryte gładką powłoką 11 i korzystnie te powierzchnie są nieco wklęsłe, by wyeliminować możliwość przeszkadzania poprzecznym środnikom 24 skrzynkowego łącznika.

Znowu materiał wycięty ze środników 24 skrzynkowego łącznika może być zbierany i zawracany do wykorzystaniajako materiał do wytwarzania następnych łączników skrzynkowych.

185 131

Stwierdzono przykładowo, że przy szerokości płyty ściennej wynoszącej 100 mm pomiędzy zewnętrznymi ściankami 13 kołowe otwory o średnicy 70 mm przy rozstawie tych otworów 12,7 mm zapewniają znaczną oszczędność materiału i kosztu wyrobu wytłaczanego z winylu bez znacznego wpływu na wytrzymałość konstrukcyjnąpłyty, tak że kiedy beton jest wlewany w nią, jak pokazano na fig. 2, by zmienić płytę ścienną w trwałą konfigurację ścienną, środniki i ścianki końcowe płyt, które znajdująsię pod naprężeniem, wykazująodpowiedniąwytrzymałość na rozciąganie, przytrzymując zewnętrzne ścianki 13 płyty przed wybrzuszeniem się na zewnątrz pod obciążeniem powodowanym przez beton.

Oprócz oszczędności na kosztach materiałowych zastosowanie otworów 17 i 25 ogranicza przenoszenie ciepła pomiędzy zewnętrznymi lub odsłoniętymi zewnętrznymi ściankami 13 termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 8 a odsłoniętymi zewnętrznymi ściankami 23 termoplastycznego elementu konstrukcyjnego 9 w postaci skrzynkowego łącznika. W rezultacie te części składowe zapewniajązwiększoną izolację pomiędzy zewnętrzną a wewnętrzną ścianą budynku, takiego jak pokazany na fig. 1.

Figura 4 przedstawia układ termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 26 w postaci dachowych płyt, które pokazano połączone ze sobą za pomocą termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 27 w postaci czterostronnych skrzynkowych łączników, a nie za pomocą dwustronnych termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 9, pokazanych na fig. 3, i które byłyby użyte do utworzenia gładkiej formacji dachowej pokazanej na fig. 1.

Termoplastyczne elementy konstrukcyjne 27 w postaci czterostronnych skrzynkowych łączników służą do łączenia okładziny dachowej z górną powierzchnią dachu i do sprzężenia z innymi konstrukcjami poniżej dachu lub wsparcia na nich.

Termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 26 w postaci płyt dachowych są podobne do termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 8 w postaci płyt ściennych i należy rozumieć, że są one wytłaczane tak, aby wytworzyć rdzeń i współwytłaczaną zewnętrzną powłokę pokrywającą zewnętrzne powierzchnie rdzenia (nie pokazano oddzielnych warstw).

Ponadto, w zależności od przewidywanego obciążenia konstrukcji dachowej, czynnik lub czynniki wzmacniające przeznaczone do rdzenia termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 26 będą odpowiednio dobrane.

Przy dużych obciążeniach czynnik wzmacniający korzystnie zawiera co najmniej trochę krótkich włókien szklanych o małej średnicy.

Podobnie, jak w przypadku termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 8 w postaci płyt ściennych, płyty dachowe są wykonane przy przeciwległych wzdłużnych krawędziach z przeciwległe zgodnymi, przebiegającymi do wewnątrz rowkami ustalającymi 28 i końcowymi wypustami 29 do suwliwego sprzężenia z zagiętymi do wewnątrz palcami ustalającymi 30 wspartymi na ramionach 31 termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 27 w postaci skrzynkowych łączników·'. Podobne zagięte do wewnątrz palce ustalające 30 są przewidziane na termoplastycznych elementach konstrukcyjnych 27 w postaci skrzynkowych łączników, tak by wystawały powyżej i poniżej sprzężonych ze sobą płyt dachowych.

Termoplastyczne elementy konstrukcyjne 26 w postaci dachowych płyt mają kołowe otwory 32 wycięte poprzez ich końcowe wypusty 29 i środniki 33 odpowiednio do kołowych otworów 17 wyciętych w płytach ściennych. Podobnie czterostronne termoplastyczne elementy konstrukcyjne 27 w postaci skrzynkowych łączniki mająkołowe otwory wycięte w nich analogicznie do otworów 25 w dwustronnym łączniku skrzynkowym.

W konstrukcji dachowej wykonanej z termoplastycznych części składowych bardzo pożądane jest, aby w takiej konstrukcji dachowej odbywała się cyrkulacja powietrza. Swobodną boczną cyrkulację powietrza w dachu dodatkowo do cyrkulacji powietrza, która może odbywać się wzdłużnie w podłużnych wydrążonych wytłoczonych częściach dachowych zapewniają wycięte otwory 32 i 34.

Należy dodatkowo zauważyć, że zastosowanie otworów w płytach dachowych i łącznikach skrzynkowych ogranicza przenoszenie ciepła od górnej powierzchni dachu do spodniej strony dachu, przez co zwiększa się izolacja cieplna zapewniana przez te części. Należy również zauważyć, że płyty dachowe i łączniki mogą być ewentualnie wypełnione odpowiednim materiałem izolującym.

Pomimo usunięcia materiału na skutek wycięcia kołowych otworów 32 w płytach dachowych środniki zapewniają potrzebną wytrzymałość płyty dachowej na zginanie tak, aby wytrzymywała duże obciążenie, przy czym wytrzymałość ta jest zwiększana przez sprzężenie ze sobą wypustów 29 płyt i ramion 31 skrzynkowych łączników oraz palców ustalających 30.

Na figurze 5 pokazano w widoku z góry połączenie trzech termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 8 w postaci płyt ściennych na kształt litery T przy zastosowaniu termoplastycznego elementu konstrukcyjnego 35 w postaci trójstronnego skrzynkowego łącznika. Ten trójstronny skrzynkowy łącznik ma otwory 25 w trzech ze swych ścianek, tak że kiedy materiał jest wprowadzany, jak pokazano strzałką36, w termoplastyczny element konstrukcyjny 35, którym to materiałem może być beton, piasek lub materiał izolujący, wówczas materiał ten może przepływać przez różne otwory w płyty ścienne. Jak pokazano na rysunku, noga formacji w kształcie litery T jest zamknięta końcowym kołpakiem C wykonanym tak, aby sprzęgał się z wypustem 16 i elementami sprzęgającymi 15 jednego z termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 8 w celu zamknięcia całości materiału wewnątrz zewnętrznych ścianek płyty i skrzynkowego łącznika. Podobnie, gdyby pożądane było wprowadzenie materiału izolującego w połączone ze sobą płyty dachowe, jak pokazano na fig. 4, materiał taki można rozprowadzić wewnątrz konstrukcji dachowej dzięki istnieniu wyciętych otworów. Ponieważ odstęp pomiędzy otworami jest znacznie mniejszy niż średnica tych otworów, zawsze będzie wystarczająca zgodność pomiędzy otworami wyciętymi w sąsiednich połączonych ze sobą częściach.

Figura 6 przedstawia termoplastyczny element konstrukcyjny 37 w postaci narożnego skrzynkowego łącznika łączącego dwa termoplastyczne elementy konstrukcyjne 8 ze sobą pod kątem prostym. Termoplastyczny element konstrukcyjny 37 tak jak poprzednio jest wytłoczony z odpowiednim rdzeniem i współwytłaczanązewnętrznąpowłoką orazjest wyposażony w zagięte do wewnątrz palce ustalające 38 na sąsiednich stronach i w wycięte kołowe otwory 39 usytuowane pośrodku pomiędzy tymi zagiętymi do wewnątrz palcami ustalającym i posiadające średnice mniejsze niż odstęp pomiędzy palcami ustalającymi.

Figura 7 przedstawia termoplastyczny element konstrukcyjny 40 w postaci czterostronnego łącznika ustalającego do połączenia czterech płyt ściennych pod kątem prostym. W tym przypadku łącznik ustalający ma zagięte do wewnątrz palce ustalające 41 na wszystkich czterech stronach łącznika i kołowe otwory wycięte we wszystkich czterech ścianach łącznika.

Termoplastyczny element konstrukcyjny w postaci łącznika 40 jest wykonany ze wzmocnionym rdzeniem z odsłoniętymi powierzchniami, to znaczy palcami ustalającymi 41 i ich ramionami wsporczymi 42 pokrytymi gładką powłoką.

Należy zauważyć, że układ otworów wyciętych w różnych wytłaczanych częściach jest taki, że otwory te są wykonane w zewnętrznych ścianach konstrukcji montowanej z tych części, kiedy części te są suwliwie połączone z odpowiednimi częściami współpracującymi.

Figura 8 przedstawia termoplastyczny element konstrukcyjny 9' w postaci dwustronnego skrzynkowego łącznika podobny do termoplastycznego elementu konstrukcyjnego 9, ale dodatkowo posiadający wewnętrzne prowadnice zawierające zagięte na zewnątrz palce ustalające 43 do suwliwego sprzężenia ze współpracującymi wkładkami, które nie zostały przedstawione na rysunku.

Figura 9 jest widokiem perspektywicznym termoplastycznego elementu konstrukcyjnego 35' w postaci trójstronnego skrzynkowego łącznika, podobnego do termoplastycznego elementu konstrukcyjnego 35, ale posiadającego wewnętrzną prowadnicę ślizgową utworzoną przez zagięte na zewnątrz palce ustalające 44 w celu wspierania wewnętrznej wkładki (nie pokazano).

Figura 10 jest widokiem perspektywicznym przedstawiającym termoplastyczny element konstrukcyjny 8' w postaci płyty ściennej podobnej do termoplastycznego elementu konstrukcyjnego 8 z tym wyjątkiem, że termoplastyczny element konstrukcyjny 8'jest krótszy i ma tylko jeden środnik 12'. Poza tym płyta ta jest taka sama jak termoplastyczny element konstrukcyjny 8 i podobne oznaczenia liczbowe odnoszą się do podobnych części.

185 131

Podobnie fig. 11 przedstawia jeszcze mniejszą płytę ścienną oznaczonąjako termoplastyczny element konstrukcyjny 80, która może być użyta jako narożnik ściany. Termoplastyczny element konstrukcyjny 80 nie ma wewnętrznych środników, ale poza tym ma takie same właściwości łączenia i takie same wycięte otwory jak termoplastyczny element konstrukcyjny 8 i podobne oznaczenia liczbowe odnoszą się do podobnych części.

Figury 13 i 14przedstawiająkołpak45 ściany pasujący na wierzch ściany utworzonej z płyt ściennych, takich jak termoplastyczny element konstrukcyjny 8, i skrzynkowych łączników, takich jak termoplastyczny element konstrukcyjny 9, by utworzyć pochyłą powierzchnię 46 do wspierania pochyłego dachu, takiego jak przedstawiony jako 3 na fig. 1.

Kołpak ścienny 45 jest wydrążonąwytłoczkąposiadającą dolną ściankę 47 przeznaczoną do umieszczenia na górnych końcach wzniesionej ściany i posiadającą zagięte do dołu ramiona 48 tworzące środki sprzęgające przystosowane do objęcia przeciwległych zewnętrznych ścianek 13.

Środniki 49 i 50 odchodzące na zewnątrz od dolnej ścianki 47 wspierają pochyłą górną powierzchnię 46, przy czym środnik 50 ma wysokość większą niż środnik 49.

Kołpak ścienny 45 jest wyposażony po dolnej stronie pochyłej ścianki 46 w komorę 51, która ma szczelinę 52, która może być zamykana przez zasłonięcie itp. (nie pokazano). Po przeciwległej stronie kołpak ścienny ma zamkniętą komorę 53 i otwartą komorę 54.

Według wynalazku dolna ścianka 47 i pochyła ścianka 46 mają wycięte w nich kołowe otwory 55. Dla tej konkretnej części średnica otworów, chociaż jest mniejsza niż odstęp pomiędzy ramionami 48, jest większa niż odstęp pomiędzy środnikami 49 i 50, tak że podczas wycinania otworów 55 część środników 49 i 50 jest usuwana, aby utworzyć otwory 56 i 57 umożliwiające dostęp do komór 51 i 54.

Ponieważ dolna ścianka 47 i pochyła górna ścianka 46 nie będą odsłonięte, kiedy kołpak ścienny 45 jest zamontowany na swym miejscu, powierzchnie te nie musząbyć pokryte powłoką. Inne odsłonięte powierzchnie będąjednak miały powłokę współwytlaczanąna materiale rdzenia zapewniając pożądane gładkie wykończenie.

Figura 12 przedstawia wytłoczkę do łączenia skrzynkowych łączników ze sobą, przy czym wytłoczka ta umieszczona na swym miejscu będzie całkowicie zamknięta i nie będzie miała żadnych odsłoniętych powierzchni, które wymagają pokrycia.

Jak pokazano, ten łącznik 58 łączników skrzynkowych zawiera środnik 59 usytuowany pomiędzy dwoma zwróconymi na zewnątrz ceownikami tworzącymi dwa skierowane do wewnątrz rowki 60 o takiej szerokości, aby przyjmowały palce łączące, takie jak elementy sprzęgające 20 dwóch sąsiednich termoplastycznych elementów konstrukcyjnych 9, kiedy ich palce ustalające stykają się ze sobą. W ten sposób łącznik 58 będzie łączyć skrzynkowe łączniki ze sobą pozostając całkowicie zamknięty wewnątrz stykających się ze sobą ramion skrzynkowych łączników i wewnątrz stykających się ze sobą palców ustalających.

Środnik 59 ma wiele wyciętych w nim kołowych otworów 61, przy czym średnica tych otworów jest zasadniczo równa (ale nieco mniejsza) odstępowi pomiędzy dwoma ceownikami 60. Łącznik 58 jest korzystnie wytłoczony z polichlorku winylu, ale ponieważ nie jest on poddawany znacznemu obciążeniu, ilość czynnika wzmacniającego może być minimalna, jeżeli jest on w ogóle zastosowany. Znowu, ponieważ jest on zamknięty, gdy znajduje się na swym miejscu, nie ma żadnych odsłoniętych powierzchni, które by wymagały pokrycia powłoką.

Figura 15 przedstawia schematycznie sposób wytwarzania wytłaczanych części według przedmiotowego wynalazku i ilustruje wytłaczanie prostego termoplastycznego elementu konstrukcyjnego 9 posiadającego rdzeń 21 i współwytłaczaną zewnętrzną powłokę 22 oraz wyposażonego w kołowe otwory 25 wycięte w nim.

Jak pokazano, termoplastyczny materiał 62, złożony z pożądanych składników na rdzeń termoplastycznego elementu konstrukcyjnego 9, jest podawany z leja 63 do odpowiedniej dyszy wylotowej (nie pokazano), skąd jest on prowadzony w ciągłym strumieniu mającym żądany kształt przekroju poprzecznego. Równocześnie materiał 64 odpowiedni na współwytłaczaną powłokę jest podawany z leja 65 i współwytłaczany przykrywając odsłonięte powierzchnie skrzynkowego łącznika.

185 131

Gdy rdzeń i współwytłaczana powłoka są w sposób ciągły wyprowadzane z dyszy wylotowej, odpowiednie wiertarki 66, wsparte przez ruchomy poziomy wózek 67 wykonujący ruch posuwisto-zwrotny zamontowany na prowadnicy 68, są wykorzystywane do wiercenia otworów 25.

Ruch wózka 67 jest taki, że porusza się on od wytłaczarki z taką samą prędkością, z jaką wytłoczka skrzynkowego łącznika jest wyprowadzana z wytłaczarki, tak że podczas wiercenia wytłoczka i wiertarki nie poruszają się względem siebie w kierunku posuwu wytłoczki. Natychmiast po wycięciu otworów i wycofaniu wierteł wiertarki są szybko przestawiane wstecznie względem kierunku posuwu wytłoczki do położenia początkowego, aby następnie rozpocząć nowy cykl wiercenia podczas ruchu wiertarek z taką samą prędkością jak prędkość posuwu wytłoczki.

Wiertarki są skonstruowane tak, że podczas wycofywania wyciągają one materiał wycięty z wytłoczki i materiał ten spada do miski zbiorczej 69 i zostaje odprowadzony przez odpowiedni przenośnik 70 do leja 63 materiału rdzenia.

Po wytłoczeniu i wierceniu wytłoczka skrzynkowego łącznika takiego jak pokazany na fig. 16 może być cięta na odcinki o żądanej długości w zależności od natury konstrukcji budowlanej, w której łączniki takie będą stosowane.

Przy użyciu części konstrukcyjnych według wynalazku, z których materiał został wycięty lub usunięty i zawrócony do obiegujak opisano, można uzyskać oszczędności w kosztach budynku, takiego jak dom, do 25%, co oznacza dodatkowo znaczne zwiększenie dostępności budynku itp. dla masowych odbiorców o niskich dochodach.

Chociaż przedstawiono i opisano pewną liczbę różnych części konstrukcyjnych, należy rozumieć, że zasady wynalazku mogą być wykorzystywane do wytwarzania różnych innych profili części konstrukcyjnych, by spełnić zapotrzebowania na wytwarzanie żądanego kształtu konstrukcji budowlanej. Mogą być także wprowadzane zmiany w szczegółach konstrukcji części w zakresie ochrony wynikającej z zastrzeżeń patentowych.

185 131

FIG.13.

FIG.U.

185 131

FIG.4.

185 131

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Termoplastyczny element konstrukcji budowlanej, mający postać podłużną, wydrążoną, zasadniczo prostoliniową, posiadający płaskie ścianki utrzymywane w odstępie za pomocą poprzecznych ścianek lub środników i posiadający przebiegające wzdłużnie elementy sprzęgające z elementami współpracującymi, znamienny tym, że termoplastyczny element konstrukcyjny (8, 8', 9, 9', 26, 27, 35, 35', 37, 40, 80) stanowi współwytłoczkę wydrążonego rdzenia (10, 21) i gładkiej ochronnej zewnętrznej powłoki (11,22), która po sprzężeniu elementu konstrukcyjnego ze współpracującymi elementami konstrukcyjnymi stanowi powłokę powierzchni zewnętrznych ścianek (13,23), przy czym poprzeczne ścianki lub środniki (12,14,24) stanowiące ścianki wewnętrzne elementów konstrukcyjnych mają wiele wyciętych otworów (17, 25), które tworzą połączenia wewnętrzne i są rozmieszczone wewnątrz w odstępach wzdłuż elementów sprzęgających (15,19, 20).
2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że rdzeń (10,21) jest wykonany z polichlorku winylu zawierającego środek wzmacniający i regulujący rozszerzalność.
3. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że środek wzmacniający i regulujący rozszerzalność w rdzeniu (10,21) jest dobrany spośród włókien mineralnych, włókien szklanych i węglanu wapnia.
4. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że rdzeń (10,21) zawiera materiał wycięty ze ścianek i środników z uprzednio wytłoczonych elementów.
5. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że gładka zewnętrzna powłoka (11,22) jest wykonana z PCW.
6. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że gładka zewnętrzna powłoka (11,22) jest wykonana z twardego PCW.
7. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że gładka zewnętrzna powłoka (11,22) jest wykonana z półtwardego PCW.
8. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że gładka zewnętrzna powłoka (11,22) jest wykonana z tworzywa ABS.
9. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że gładka zewnętrzna powłoka (11,22) jest wykonana z poliwęglanu.
10. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że rdzeń (10,21) ma grubość co najmniej 4 razy większą od grubości powłoki zewnętrznej.
11. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że otwory (17,25) mają kształt kołowy, przy czym ich średnica jest mniejsza niż odstępy pomiędzy elementami sprzęgającymi (15,19, 20).
12. Element według zastrz. 7, znamienny tym, że otwory (17,25) mająjednakowe średnice i są wyśrodkowane na linii usytuowanej centralnie pomiędzy elementami sprzęgającymi (15,19,20) i sąrównomiernie rozmieszczone w odstępach wzdłuż tej linii, przy czym średnica otworów (17,25) jest większa niż połowa odległości pomiędzy usytuowanymi w odstępie elementami sprzęgającymi (15,19, 20).
13. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że termoplastyczny element konstrukcyjny (8) ma przebiegające do wewnątrz, przeciwległe elementy sprzęgające (15) w postaci rowków, przy każdym ze środników (14), przy czym szerokość płyty na zewnątrz rowków jest zmniejszona w stronę środników (14), tworząc sprzęgającą część wypustową (16) współpracującą z wystającymi elementami sprzęgającymi (19) w postaci ramion, zaopatrzonymi w elementy sprzęgające (20) w postaci ustalających palców sąsiedniego elementu konstrukcyjnego.
14. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że termoplastyczny element konstrukcyjny (9) stanowi skrzynkowy łącznik w postaci podłużnego wydrążonego prostopadłościanu, którego dwie przeciwległe zewnętrzne ścianki (23) stanowią zasadniczo płaskie ścianki, a dwie ścianki (24) są utworzone przez poprzeczne środniki.

185 131
15. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że termoplastyczny element konstrukcyjny (35') stanowi trójstronny skrzynkowy łącznik posiadający otwory (25) wykonane w swych ściankach, które stają się wewnętrznymi ściankami, po sprzężeniu ze współpracującymi elementami.
16. Element według zastrz. 1 albo 13, albo 14, albo 15, znamienny tym, że odstęp pomiędzy przeciwległymi ściankami każdego elementu konstrukcyjnego jest rzędu kilkudziesięciu łącznych grubości podłoża rdzenia (10, 21) i zewnętrznej powłoki (11, 22).