PL243387B1 - Głowica do przyrostowego formowania konstrukcji budowlanych - Google Patents

Abstract

Głowica do przyrostowego formowania konstrukcji budowlanych, zawierająca napęd, dysze połączone z elastycznymi przewodami, manipulator, charakteryzuje się tym, że ma co najmniej jedną dodatkową dyszę wytłaczającą wyposażoną we własny napęd, połączoną obrotowo z dyszą bazową (3) za pomocą ramienia z kołem zębatym i przekładni, przy czym napęd zamontowany jest na powierzchni montażowej (7) dyszy bazowej (3), która połączona jest obrotowo za pomocą trzpienia z końcówką manipulatora (9). Napęd (10) dyszy bazowej (3) zamontowany jest na powierzchni montażowej manipulatora (9), a na wale napędu (10) osadzone jest koło zębate połączone paskiem zębatym z kołem zębatym dyszy bazowej (3). Oś dodatkowej dyszy wytłaczającej jest równoległa do osi dyszy bazowej (3) i zorientowana pionowo, a wylot dodatkowej dyszy wytłaczającej jest wyżej od wylotu dyszy bazowej (3), zaś wloty dysz połączone są za pomocą elastycznych przewodów z co najmniej jednym zasobnikiem (16) nieutwardzonego materiału budowlanego (33). Dla co najmniej dwóch dodatkowych dysz wytłaczających napęd każdej kolejnej dodatkowej dyszy wytłaczającej zamontowany jest na powierzchni montażowej zlokalizowanej na poprzedniej dodatkowej dyszy wytłaczającej. Korzystnie na końcach dodatkowych dysz wytłaczających zamocowane są kołnierze ustalające wysokość wytłaczania ścieżek nieutwardzonego materiału budowlanego. Korzystnie do wylotów kołnierzy przymocowane są dysze kształtowe, o wylotach o różnej wielkości niż wyloty kołnierzy. Dysze kształtowe mogą być też przymocowane do wylotów dodatkowych dysz wytłaczających i wylotu dyszy bazowej (3).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest głowica do przyrostowego formowania konstrukcji budowlanych umożliwiająca wytłaczanie kilku ścieżek nieutwardzonego materiału budowlanego jednocześnie.

Znany jest z amerykańskiego opisu patentowego nr US2016083956 zautomatyzowan y system do przyrostowego formowania materiału budowlanego. Konstrukcja wyposażona jest w dyszę wytłaczającą dostosowaną do rodzaju materiału budowlanego. Wytłaczanie materiału budowlanego zasadniczo wykonywane jest w kierunku poziomym. Możliwe jest także nanoszenie materiału budowlanego na powierzchnie boczne już wykonanej konstrukcji za pomocą dwóch dysz ustawionych równolegle do ściany.

Znany jest ze zgłoszenia patentowego WO2008058077 zrobotyzowany system wytwarzania konstrukcji budowlanych techniką przyrostową. System zbudowany jest z robota bramowego o lekkiej konstrukcji oraz układu dostarczania materiału budowlanego do zespołu dysz wytłaczających. System wyposażony jest w wielodyszowy zespół do wytłaczania betonu.

Znany jest z opisów patentowych WO2007050972 i US2010112119 zespół trzech niezależnie pracujących dysz przeznaczony do wytłaczania nieutwardzonego materiału cementowego. Dysze pierwsza i druga wytłaczają oddzielne warstwy konstrukcji, dysza trzecia może wytłaczać warstwę pomiędzy warstwą pierwszą i drugą w postaci linii lub innego wzoru. Istnieje możliwość dołączenia czwartej dyszy, której zadaniem jest wypełnianie materiałem nieutwardzonym przestrzeni pomiędzy warstwami pierwszą, drugą i trzecią. Urządzenie może posiadać różne mechanizmy zmieniające odległość pomiędzy pierwszą i drugą dyszą, co umożliwia wykonywanie elementów o różnej szerokości. Zespół dysz wyposażony jest w wibrujące zawory regulujące przepływ nieutwardzonego materiału przez wylot dyszy.

Znana jest opisów patentowych US2004164436, WO2005070657, US2005196482, US2005196484, US2010318222 głowica z trzema dyszami do wytłaczania nieutwardzonego materiału cementowego. Dysze pierwsza i druga wytłaczają oddzielne warstwy konstrukcji, dysza trzecia może wytłaczać warstwę pomiędzy warstwą pierwszą i drugą. Głowica jest montowana do chwytaka manipulatora, który przemieszcza ją w przestrzeni.

Znane jest z opisu patentowego KR20180085463 urządzenie do wytłaczania betonu o zwiększonej wydajności. Urządzenie zawiera centralną dyszę pionowo wytłaczającą beton oraz dwie dysze boczne wytłaczające materiał wykończeniowy mający prędkość utwardzania większą niż prędkość utwardzania betonu wytłaczanego z centralnej dyszy. Znana jest z opisu patentowego CN206769402 głowica wyposażona w dwie dysze wytłaczające świeży materiał budowlany. Rozstawione w pewnej odległości od siebie dysze umożliwiają jednoczesne formowanie dwóch równoległych ścieżek betonu.

Znany jest z opisu patentowego CN108044764 rozwiązanie dotyczące wielodyszowej drukarki 3D do budynków. Dysze przymocowane są do płyty, której ruch w przestrzenie realizowany jest przez ramię manipulatora o strukturze równoległej.

Znane są z opisów patentowych PL232802, PL232803, PL232804 głowice obrotowe do przyrostowego formowania konstrukcji budowlanych. Do korpusu głowicy zamontowane są ruchome ramiona na końcu, których znajdują się dysze wytłaczające materiał cementowy. Głowica podczas wytłaczania betonu, przez wszystkie dysze, wykonuje ruch obrotowy i ruch liniowy w górę. Tworzone są budowle o strukturze kolumn.

Znany jest z opisu patentowego CN105715052 system do przyrostowego wytwarzania obiektów budowlanych. Maszyna wyposażona jest w głowicę umożliwiającą formowanie zbrojonych ścian przez wytłaczanie betonu z dwóch dysz. Dysze poruszają się równolegle po obu stronach zbrojenia. Beton po wytłoczeniu łączy się z stalą zbrojenia.

Podobne rozwiązanie znane jest również z opisu patentowego KR20180016103. Zbrojone ściany formowane są za pomocą pary przesuwanych płyt prowadzących. Pomiędzy płytami znajduje się zbrojenie i w tę przestrzeń wtłacza się świeży beton z pomocą dwóch dysz. Wysokość płyty prowadzącej odpowiada wysokości kolejnych warstw betonu.

Znane z opisów patentowych CN107685379 i CN207240425 rozwiązania dotyczą dyszy matrycowej przeznaczonej do systemu drukowania 3D z materiałów na bazie cementu. Wytłaczanie materiału cementowego z poszczególnych dysz realizowane jest za pomocą śruby spiralnej. Śruby z kolei napędzane są za pośrednictwem przekładni zębatych za pomocą jednego napędu.

Znana jest opisu wzoru użytkowego CN205326285 głowica do drukarki 3D zawiera wymienne dysze i zespół podajnika materiału cementowego. Wymienne dysze osadzone są w obrotowej karuzeli. Karuzela ustawia wybraną dyszę pod łącznikiem z przewodami podawania materiału cementowego.

Z opisu patentowego WO2016166116 znany jest wynalazek drukarki do betonu, która umożliwia wykonywanie w krótkim czasie elementów i struktur betonowych z włączeniem procesu zbrojenia obróbki powierzchni wierzchniej. Struktura kinematyczna drukarki do betonu posiada strukturę robota bramowego. Urządzenie posiada co najmniej jedną głowicę, która zbudowana jest z co najmniej jednej dyszy do drukowania betonem. Praca poszczególnych dysz sterowana jest niezależnie.

Z opisu patentowego CN109514691 znany jest wynalazek urządzenia do wielopunktowego natryskiwania cementu i maszynę do drukowania 3D wyrobu cementowego. Dzięki wielopunktowemu wytłaczaniu materiału cementowego zwiększona zostaje wydajność drukowania.

Znany jest z opisu patentowego CN109113343 system do kształtowania konturów budynku składający się z bezzałogowych statków powietrznych i umieszczonych na nich głowic drukujących. Opcjonalnie głowica drukująca zawiera główną dyszę wytłaczającą umieszczoną centralnie oraz dwie pomocnicze dysze umieszczone po przeciwnych stronach dyszy głównej.

W artykule M.V. SAVBTSKBI, S.V. SHATOV, O.A. OZHYSHCHENKO, 3D printing of building objects, BieHHK ΠρίΛβΗίΗροβ^κοϊ flep^aeHoT AkageMii 6yqiBHW^TBa ma ApximeKTypu (Biuletyn Państwowej Akademii Inżynierii Lądowej i Architektury w Pridneprovsky). 2016, no. 3 (216), str. 18-26 opisano technologię wytwarzania przyrostowego z zastosowaniem materiałów cementowych. Zaproponowano ideę zwiększenia wydajności procesu tworzenia obiektu budowlanego przez użycie głowicy z kilkoma dyszami. Budowa takiej głowicy umożliwiałaby jednoczesne wytłaczanie kilku ścieżek materiału cementowego jedna na drugiej.

W pracy M. Guangchao Ji, Tao Ding, Jianzhuang Xiao, Shupeng Du, Jun Li and Zhenhua Duan, A 3D Printed Ready-Mixed Concrete Power Distribution Substation: Materials and Construction Technology, Materials 2019, 12(9), 1540 zaprezentowano głowicę z dwoma tłokami pracującymi na zmianę. Gdy tłok A wytłacza mieszankę betonową w cylindrze tłoka B przygotowywana jest nowa porcja mieszanki. Po wypchnięciu całej mieszanki z cylindra tłoka A następuje jego podniesienia do pozycji wyjściowej, w tym samym czasie tłok B wytłacza kolejną porcję mieszanki. Z kolei w cylindrze tłoka A przygotowywana jest kolejna partia świeżego betonu.

Celem wynalazku było opracowanie rozwiązania konstrukcyjnego głowicy, która zwiększy wydajność budowy obiektów budowlanych, a dzięki zastosowanym powiązaniom kinematycznym pomiędzy dyszami, umożliwi wytłaczanie ścieżek ułożonych na sobie bez ich przesunięcia w płaszczyźnie pionowej lub z przesunięciem warstw w płaszczyźnie pionowej.

Głowica do przyrostowego formowania konstrukcji budowlanych, według wynalazku, zawierająca napęd, dysze połączone z elastycznymi przewodami, manipulator, charakteryzuje się tym, że ma co najmniej jedną dodatkową dyszę wytłaczającą wyposażoną we własny napęd, połączoną obrotowo z dyszą bazową za pomocą ramienia z kołem zębatym i przekładnią. Napęd dodatkowej dyszy wytłaczającej zamontowany jest na powierzchni montażowej dyszy bazowej, która połączona jest obrotowo za pomocą trzpienia z końcówką manipulatora. Napęd dyszy bazowej zamontowany jest na powierzchni montażowej manipulatora. Na wale napędu dyszy bazowej osadzone jest koło zębate połączone paskiem zębatym z kołem zębatym dyszy bazowej. Oś dodatkowej dyszy wytłaczającej jest równoległa do osi dyszy bazowej i zorientowana pionowo, a wylot dodatkowej dyszy wytłaczającej jest wyżej od wylotu dyszy bazowej. Wloty dysz połączone są za pomocą elastycznych przewodów z co najmniej jednym zasobnikiem nieutwardzonego materiału budowlanego. Odległość pomiędzy wylotami odpowiada wysokości warstwy, jaka będzie wytłoczona. Podobnie wyloty kolejnych dysz umiejscowione są wyżej by wytłoczyć ścieżkę o określonej wysokości. W rozwiązaniu, w którym głowica ma więcej niż jedną dodatkową dyszę wytłaczającą dla co najmniej dwóch dodatkowych dysz wytłaczających napęd każdej kolejnej dyszy zamontowany jest na powierzchni montażowej zlokalizowanej na poprzedniej dodatkowej dyszy wytłaczającej. Korzystnie na końcach dodatkowych dysz wytłaczających zamocowane są kołnierze ustalające wysokość wytłaczania ścieżek nieutwardzonego materiału budowlanego. Kołnierze zamocowane są do dodatkowych dysz wytłaczających za pomocą śrub. Kołnierze umożliwiają regulacje odległości pomiędzy wylotami dodatkowych dysz wytłaczających. Odległości te mogą być takie same lub różne dla poszczególnych dysz. Korzystnie dysza bazowa i dodatkowe dysze wytłaczające mają przekrój kołowy. Korzystnie na dodatkowych dyszach wytłaczających zamocowane są urządzenia umożliwiające regulację położenia kołnierzy, połączone odpowiednio z tymi kołnierzami. Urządzenia te to silniki elektryczne, siłowniki elektryczne, pneumatyczne lub hydrauliczne. Korzystnie do wylotów kołnierzy przymocowane są dysze kształtowe o wylotach o różnej wielkości niż wyloty kołnierzy. Dysze kształtowe mogą być również przymocowane do wylotów dodatkowych dysz wytłaczających i wylotu dyszy bazowej. Dysze kształtowe mają wyloty o różnej wielkości niż wyloty dodatkowych dysz wytłaczających i wylot dyszy bazowej. Korzystnie osie wylotów dysz kształtowych pokrywają się z osiami dodatkowych dysz wytłaczających i osią dyszy bazowej. Osie wylotów dysz kształtowych mogą być także przesunięte w bok, a wyloty dysz kształtowych znajdują się w obrysie dodatkowych dysz wytłaczających i dyszy bazowej, albo są przesunięte w bok, a wyloty dysz kształtowych znajdują się poza obrysem dodatkowych dysz wytłaczających i dyszy bazowej.

Inna odmiana głowicy do przyrostowego formowania konstrukcji budowlanych, według wynalazku, zawierająca napęd, dysze połączone z elastycznymi przewodami, manipulator, charakteryzuje się tym, że ma trzy dysze wytłaczające. Dyszę bazową, która jest dyszą środkową umieszczoną pomiędzy pierwszą dodatkową dyszą wytłaczającą i drugą dodatkową dyszą wytłaczającą, połączone obrotowo z dyszą bazową za pomocą ramienia z kołem zębatym i przekładni. Dysza bazowa ma dwie powierzchnie montażowe, na których osadzone są odpowiednio napęd pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej i napęd drugiej dodatkowej dyszy wytłaczającej. Dysza bazowa połączona jest obrotowo za pomocą trzpienia z końcówką manipulatora, zaś napęd dyszy bazowej zamontowany jest na powierzchni montażowej manipulatora. Na wale napędu głowicy bazowej osadzone jest koło zębate połączone paskiem zębatym z kołem zębatym dyszy bazowej. Oś pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej i drugiej dodatkowej dyszy wytłaczającej jest równoległa do osi dyszy bazowej i zorientowana pionowo. Wylot dodatkowej pierwszej dyszy wytłaczającej jest wyżej od wylotu dyszy bazowej, a wylot drugiej dodatkowej dyszy wytłaczającej jest niżej od wylotu dyszy bazowej. Wloty dysz dodatkowych i dyszy bazowej połączone są za pomocą elastycznych przewodów z co najmniej jednym zasobnikiem nieutwardzonego materiału budowlanego. Korzystnie na końcach dodatkowych dysz zamocowane są kołnierze ustalające wysokość wytłaczania ścieżek nieutwardzonego materiału budowlanego. Korzystnie kołnierze zamocowane są do dodatkowych dysz wytłaczających za pomocą śrub. Dysza bazowa i dodatkowe dysze wytłaczające mają przekrój kołowy. Korzystnie na dodatkowych dyszach wytłaczających zamocowane są urządzenia, umożliwiające regulację położenia kołnierzy połączone odpowiednio z tymi kołnierzami. Te urządzenia to silniki elektryczne, siłowniki elektryczne, pneumatyczne lub hydrauliczne. Korzystnie do wylotów kołnierzy przymocowane są dysze kształtowe o wylotach o różnej wielkości niż wyloty kołnierzy. Korzystnie do wylotów dodatkowych dysz wytłaczających i do wylotu dyszy bazowej przymocowane są dysze kształtowe, o wylotach o różnej wielkości niż wyloty dodatkowych dysz wytłaczających i wylot dyszy bazowej. Osie wylotów dysz kształtowych pokrywają się z osiami dodatkowych dysz wytłaczających i osią dyszy bazowej, albo są przesunięte w bok, a wyloty dysz kształtowych znajdują się w obrysie dodatkowych dysz wytłaczających i dyszy bazowej, albo są przesunięte w bok, a wyloty dysz kształtowych znajdują się poza obrysem dodatkowych dysz wytłaczających i dyszy ba zowej.

Zwiększenie liczby dysz zwiększa liczbę ścieżek wytłaczanego materiału jednocześnie, a tym samym zwiększa wydajność formowania struktury. Dzięki opisanym powiązaniom kinematycznym pomiędzy dyszami, możliwe jest wytłaczanie ścieżek ułożonych na sobie bez ich przesunięcia w płaszczyźnie pionowej. Możliwe jest również wytłaczanie ścieżek z przesunięciem warstw w płaszczyźnie pionowej. Wtedy poszczególne dysze poruszają się po własnych zaprojektowanych trajektoriach.

Głowica według wynalazku pozwala na zwiększenie wydajności wytłaczania przez zastosowanie wielu dysz wytłaczających nieutwardzony materiał budowlany, które umożliwiają wytłaczanie kilku ścieżek nieutwardzonego materiału budowlanego jednocześnie. Zastosowanie kołnierzy pozwala na zmianę odległości pomiędzy wylotami sąsiednich dysz. Ustawione odległości są wysokościami wytłaczanych ścieżek, co umożliwia jednoczesne wytłaczanie ścieżek o różnych wysokościach. Rozwiązanie umożliwia także wytłaczanie przez każdą z dysz innego nieutwardzonego materiału budowlanego. W tak im przypadku wymagane jest aby każda z dysz była połączona elastycznymi przewodami z odrębnym zbiornikiem nieutwardzonego materiału. Zaletą wynalazku jest także możliwość zmiany średnicy wylotu dysz za pomocą dysz kształtowych. Dobierając odpowiednią średnicę wylotu dyszy oraz regulując przepływ nieutwardzonego materiału budowlanego z zasobnika można uzyskać pożądaną szerokość wytłaczanej ścieżki. Rozwiązanie według wynalazku umożliwia formowanie elementów obiektu budowlanego o złożonej geometrii np. pionowych ścian prostych i zakrzywionych tj. formowane ścieżki ułożone są na sobie bez przesunięcia w płaszczyźnie pionowej, a także ścian o krzywoliniowej geometrii z uwzględnieniem przesunięcia warstw w płaszczyźnie pionowej; oraz elementów płaskich. Głowica jest montowana do końcówki roboczej manipulatora lub robota bramowego. Zapewnia to przemieszczanie głowicy w przestrzeni.

Urządzenie według wynalazku przedstawione jest w przykładach wykonania i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat kinematyczny głowicy według wynalazku z przeniesieniem napędów na dysze za pomocą kół i pasków zębatych oraz kołnierzami na dyszach regulowanymi ręcznie, fig. 2 przedstawia głowicę z trzema dyszami podczas formowania pionowej ściany przez wytłaczanie ścieżek po krzywoliniowej trajektorii (przykład 1), fig. 3 przedstawia głowicę z trzema dyszami w widoku perspektywicznym z rozłożonymi elementami konstrukcyjnymi (przykład 1), fig. 4 przedstawia przykładową budowę dyszy bazowej, fig. 5 przedstawia przykładową budowę dyszy dodatkowej, fig. 6 przedstawia przykładową budowę ostatniej dyszy, fig. 7 przedstawia głowicę z dwoma dyszami zakończonymi kołnierzami podczas wytłaczania przez dysze kształtowe ścieżek o różnej wysokości po krzywoliniowej trajektorii (przykład 2), fig. 8 przedstawia głowicę z dwoma dyszami podczas wytłaczania prostych ścieżek z dwóch materiałów o różnych właściwościach fizyko-chemicznych i różnych wysokościach (przykład 3), fig. 9 przedstawia głowicę z dwoma dyszami podczas wytłaczania prostych ścieżek przesuniętych względem siebie w płaszczyźnie pionowej o wartość „Ax” (przykład 4), fig. 10 przedstawia głowicę z dwoma dyszami podczas wytłaczania prostych ścieżek przesuniętych względem siebie w płaszczyźnie pionowej o wartość „Ax” (przykład 4), fig. 11 przedstawia głowicę w widoku z przodu z czterema dyszami ustawionymi w linii i wytłaczającymi równoległe ścieżki formującymi płaski element budowlany (przykład 5), fig. 12 przedstawia głowicę w widoku z tyłu z czterema dyszami ustawionymi w linii i wytłaczającymi równoległe ścieżki formującymi płaski element budowlany (przykład 5), fig. 13 przedstawia schemat kinematyczny głowicy z trzema dyszami gdzie dysza bazowa jest dyszą środkową (przykład 6), fig. 14 przedstawia głowicę z trzema dyszami gdzie dysza bazowa jest dyszą środkową (przykład 6), fig. 15 przedstawia budowę dyszy bazowej gdy pracuje ona jako dysza środkowa (przykład 6).

Przykład 1

Głowica składa się z trzech dysz: dyszy bazowej 3 i dwóch dodatkowych dysz wytłaczających (n stanowi 1 i 2): pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej li i drugiej dodatkowej dyszy wytłaczającej 12. Oś 21 dyszy bazowej 3, oś 21i pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej ii i oś 212 drugiej dodatkowej dyszy wytłaczającej I2 podczas pracy są równoległe i zorientowane pionowo. Dysza bazowa 3 przez wlot 22, elastyczne przewody 15 zasilana jest nieutwardzonym materiałem budowlanym 33 ze zbiornika 16. Dodatkowe dysze wytłaczające ii i I2 przez wloty 22i i 222, elastyczne przewody 15i i 152 zasilane są nieutwardzonym materiałem budowlanym ze zbiornika 16. Nieutwardzony materiał budowlany wytłaczany jest przez wylot 23 dyszy bazowej 3 i wyloty 23i i 232 dodatkowych dysz wytłaczających ii i I2, skierowane w dół. Do wylotów 23i i 232 dodatkowych dysz wytłaczających ii i I2 zamontowane są odpowiednio kołnierze 17i i 172, które można przesuwać ręcznie wzdłuż osi 21i i 2I2 dodatkowych dysz wytłaczających li i I2i tym samym zmieniać ich długość i regulować wysokość wytłaczanej ścieżki. Kołnierze 17i i 172 mocowane są do dysz za pomocą śrub 18i i I82.

Dysza bazowa 3 połączona jest obrotowo z końcówką manipulatora 9 z pomocą trzpienia 8. Obrót dyszy bazowej 3 realizowany jest za pomocą silnika elektrycznego 10 oraz przekładni z paskiem zębatym 13, koła zębatego 12 oraz koła 14 osadzonego w górnej części dyszy bazowej 3. Silnik elektryczny 10 jest zamontowany na powierzchni montażowej 11 końcówki manipulatora 9. Dodatkowe dysze wytłaczające ii i I2 wyposażone są w ramiona 4i i 42 z kołami zębatymi 5i i 52. Dodatkowa dysza ii jest połączona obrotowo z dyszą bazową 3 za pomocą ramienia 4i. Obrót dodatkowej dyszy 11 wykonywany jest za pomocą silnika elektrycznego 2i oraz przekładni z paskiem zębatym 61 oraz koła zębatego 5i osadzonego na ramieniu 4i. Silnik elektryczny 2i jest zamontowany na powierzchni montażowej 7 dyszy bazowej 3. Z kolei druga dodatkowa dysza I2 jest połączona obrotowo z pierwszą dodatkową dyszą wytłaczającą 11 za pomocą ramienia 42. Obrót drugiej dodatkowej dyszy I2 wykonywany jest za pomocą silnika elektrycznego 22 oraz przekładni z paskiem zębatym 62 oraz koła zębatego 52 osadzonego na ramieniu 42. Silnik elektryczny 22 jest zamontowany na powierzchni montażowej 7i pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej ii.

Do wlotu 22 dyszy bazowej 3, wlotu 22i pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej ii oraz do wlotu 222 drugiej dodatkowej dyszy wytłaczającej I2 podłączone są odpowiednio elastyczne przewody 15, 15i, 152, zasilające dysze jednym rodzajem nieutwardzonego materiału budowlanego. Elastyczne właściwości przewodów umożliwiają wykonywanie ruchu obrotowego dodatkowych dysz wytłaczających ii i I2. Złącze 24 łączy elastyczne przewody 15, 15i, 152 z zbiornikiem 16 nieutwardzonego materiału cementowego 33. Podczas wytłaczania nieutwardzonego materiału cementowego 33 dysza bazowa 3 układa pierwszą dolną ścieżkę wzdłuż trajektorii realizowanej przez manipulator 9. Pierwsza dodatkowa dysza wytłaczająca ii wytłacza kolejną ścieżkę materiału na ścieżce ułożonej przez dyszę bazową 3. Wytłaczanie materiału z pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej i i jest realizowane po tej samej tra jektorii, po której porusza się dysza bazowa 3, lecz z przesunięciem równym długości ramienia łączącego obie dysze. Silnik elektryczny 2i pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej 1i umożliwia jej obrót wokół dyszy bazowej 3 i realizację odpowiedniej trajektorii ruch.

W przykładzie 1 pokazano głowicę formującą pionową zakrzywioną ścianę 26 przez wytłaczanie trzech ścieżek nieutwardzonego materiału cementowego jednocześnie. Wszystkie wytłaczane ścieżki 30 posiadają te same parametry geometryczne tj. wysokość i szerokość.

Prz ykł ad 2

Głowica składa się z dwóch dysz: dyszy bazowej 3 i dodatkowej dyszy wytłaczającej 11 (n stanowi 1). Głowica działa na tej samej zasadzie jak w przykładzie pierwszym, z tym, że do wylotu 23 dyszy bazowej 3 zamontowano dyszę kształtową 20, a do wylotu 231 dodatkowej dyszy wytłaczającej 11 przymocowano za pomocą śrub 18 kołnierz 171, do którego zamontowano dyszę kształtową 201 o mniejszej średnicy wylotu niż średnice wylotu 23 i 231. Dysza bazowa 3 wytłacza krzywoliniową ścieżkę 30 o wysokości „h1”, natomiast kołnierz 171 jest tak ustawiony, że dodatkowa dysza wytłaczająca 11 wytłacza krzywoliniową ścieżkę 31 o wysokości „h2”, gdzie „h1” < „h2”. Do wlotu 22 dyszy bazowej 3 i wlotu 221 dodatkowej dyszy wytłaczającej 11 podłączone są odpowiednio elastyczne przewody 15 i 151, którymi transportowany jest nieutwardzony materiał cementowy 33 ze zbiornika 16. W przykładzie drugim pokazano głowicę formującą pionową zakrzywioną ścianę 26 przez wytłaczanie dwóch ścieżek 30 nieutwardzonego materiału budowlanego 33 jednocześnie.

Przykład 3

Głowica jak w przykładzie drugim, z tym, że dysza bazowa 3 wytłacza prostą ścieżkę 30 o wysokości „h1”, natomiast kołnierz 171 jest lak ustawiony, że dodatkowa dysza wytłaczająca 11 wytłacza prostą ścieżkę 32 o wysokości „h2” („h1” < „h2”). Dysza bazowa 3 i dodatkowa dysza wytłaczająca 11 wytłaczają nieutwardzony materiał budowlany o różnych właściwościach fizyko-chemicznych odpowiednio 33 i 34 ze zbiornika 16. Dysze wytłaczają ścieżki są jedna na drugiej bez przesunięcia w płaszczyźnie pionowej, formując prostą pionową ścianę 27.

Przykład 4

Głowica jak w przykładzie trzecim, z tym, że obrót dodatkowej dyszy wytłaczającej 11 wykonywany jest za pomocą silnika elektrycznego 21 oraz przekładni zębatej składającej się z kół 5 oraz koła 51 osadzonym na ramieniu 41. Z dyszy bazowej 3 i dodatkowej dyszy wytłaczającej 11 wytłaczane są proste ścieżki 30 o tej samej wysokości, jednakże dodatkowa dysza wytłaczająca 11 wytłacza ścieżkę przesuniętą w płaszczyźnie pionowej o wartość „Ax”. Formowana jest struktura 28 z jednego rodzaju nieutwardzonego materiału budowlanego 33 znajdującego się w zbiorniku 16.

Przykład 5

Głowica składa się z czterech dysz: dyszy bazowej 3, pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej 11, drugiej dodatkowej dyszy wytłaczającej 12 i trzeciej dodatkowej dyszy wytłaczającej 13 (n stanowi 1, 2 i 3). Głowica działa na tej samej zasadzie jak w przykładzie pierwszym, z tym, że druga dodatkowa dysza wytłaczająca 12 posiada powierzchnię montażową 72 na której osadzony jest silnik elektryczny 23. Silnik 23, za pośrednictwem przekładni składającej się z paska zębatego 63 oraz koła zębatego 53 osadzonego na ramieniu 43, realizuje obrót trzeciej dodatkowej dyszy wytłaczającej 13. Oś 213 trzeciej dodatkowej dyszy wytłaczającej 13 podczas obrotu jest równoległa do osi pozostałych dysz. U wylotu 231 pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej 11, wylotu 232 drugiej dodatkowej dyszy wytłaczającej 12 i wylotu 233 trzeciej dodatkowej dyszy wytłaczającej 13 zamontowane są, za pomocą śrub 18, odpowiednio kołnierze 171, 172 i 173. Wysunięcie kołnierzy realizowane jest za pomocą siłowników elektrycznych 191, 192 oraz 193, które połączone są z kołnierzami odpowiednio 171, 172 i 173. Siłowniki 191, 192 oraz 193, po dwa na każdy kołnierz, zamontowane są do korpusów dysz: pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej 11, drugiej dodatkowej dyszy wytłaczającej 12 i trzeciej dodatkowej dyszy wytłaczającej 13. W przykładzie tym kołnierze 171, 172 i 173 są ustawione w takich położeniach, że dysze są równych długości. Wyloty wszystkich dysz są ustawione w jednej linii. Taka konfiguracja urządzenia umożliwia wytłaczanie równoległych ścieżek 30 o takich samych wysokościach i formowanie płaskich elementów budowlanych 29.

Pr zykład 6

Głowica jak w przykładzie pierwszym składa się z trzech dysz, z tym, że dysza bazowa 3 jest dyszą środkową (n stanowi 1 i 2). Dysza bazowa 3 wyposażona jest w powierzchnie montażowe 251 i 252 do osadzenia silników elektrycznych 21 i 22, których zadaniem jest obrót odpowiednio pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej 1i i drugiej dodatkowej dyszy wytłaczającej I2 wokół osi 21 dyszy bazowej 3. Pierwsza dodatkowa dysza wytłaczająca ii, z której wytłaczana jest pierwsza ścieżka nieutwardzonego materiału budowlanego.

Z głowicy można wytłaczać ścieżki 30 i stałej wysokości, gdyż u wylotów dysz nie ma zamontowanych kołnierzy do regulacji wysokości wytłaczanych ścieżek. W przykładzie pokazano formowanie struktury w postaci pionowej zakrzywionej ściany 26.

Claims (17)

1. i. Głowica do przyrostowego formowania konstrukcji budowlanych, zawierająca napęd, dysze połączone z elastycznymi przewodami, manipulator, znamienna tym, że ma co najmniej jedną dodatkową dyszę wytłaczającą (1 n) wyposażoną we własny napęd (2n), połączoną obrotowo z dyszą bazową (3) za pomocą ramienia (4n) z kołem zębatym (5n) i przekładni (6n), przy czym napęd (2n) zamontowany jest na powierzchni montażowej (7) dyszy bazowej (3), która połączona jest obrotowo za pomocą trzpienia (8) z końcówką manipulatora (9), zaś napęd (10) dyszy bazowej (3) zamontowany jest na powierzchni montażowej (11) manipulatora (9), a na wale napędu (10) osadzone jest koło zębate (12) połączone paskiem zębatym (13) z kołem zębatym (14) dyszy bazowej (3), przy czym oś dodatkowej dyszy wytłaczającej (in) jest równoległa do osi dyszy bazowej (3) i zorientowana pionowo, a wylot dodatkowej dyszy wytłaczającej (in) jest wyżej od wylotu dyszy bazowej (3), zaś wloty dysz połączone są za pomocą elastycznych przewodów (i5n) z co najmniej jednym zasobnikiem (16) nieutwardzonego materiału budowlanego (33).
2. 2. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że dla co najmniej dwóch dodatkowych dysz wytłaczających (in) napęd (2n) każdej kolejnej dodatkowej dyszy wytłaczającej (in) zamontowany jest na powierzchni montażowej (7n) zlokalizowanej na poprzedniej dodatkowej dyszy wytłaczającej (in-i).
3. 3. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że na końcach dodatkowych dysz wytłaczających (in) zamocowane są kołnierze (17n) ustalające wysokość wytłaczania ścieżek nieutwardzonego materiału budowlanego.
4. 4. Głowica według zastrz. 3, znamienna tym, że kołnierze (17n) zamocowane są do dodatkowych dysz wytłaczających (in) za pomocą śrub (18n).
5. 5. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że dysza bazowa (3) i dodatkowe dysze wytłaczające (in), mają przekrój kołowy.
6. 6. Głowica według zastrz. 1 albo 3, znamienna tym, że na dodatkowych dyszach wytłaczających (in) zamocowane są urządzenia (19), umożliwiające regulację położenia kołnierzy (17n) połączone odpowiednio z tymi kołnierzami (17n).
7. 7. Głowica według zastrz. 6, znamienna tym, że urządzenia (19) to silniki elektryczne, siłowniki elektryczne, pneumatyczne lub hydrauliczne.
8. 8. Głowica według zastrz. 3, znamienna tym, że do wylotów kołnierzy (17n) przymocowane są dysze kształtowe (20n), o wylotach o różnej wielkości niż wyloty kołnierzy (17n).
9. 9. Głowica według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że do wylotów dodatkowych dysz wytłaczających (in) i wylotu dyszy bazowej (3) przymocowane są dysze kształtowe (20n), o wylotach o różnej wielkości niż wyloty dodatkowych dysz wytłaczających (in) i wylot dyszy bazowej (3).

   i0. Głowica według zastrz. 8 albo 9, znamienna tym, że osie wylotów dysz kształtowych (20n) pokrywają się z osiami dodatkowych dysz wytłaczających (in) i osią dyszy bazowej (3), albo są przesunięte w bok, a wyloty dysz kształtowych (20n) znajdują się w obrysie dodatkowych dysz wytłaczających (in) i dyszy bazowej (3), albo są przesunięte w bok, a wyloty dysz kształtowych (20n) znajdują się poza obrysem dodatkowych dysz wytłaczających (in) i dyszy bazowej (3).

   ii. Głowica do przyrostowego formowania konstrukcji budowlanych, zawierająca napęd, dysze połączone z elastycznymi przewodami, manipulator, znamienna tym, że ma dyszę bazową (3), która jest dyszą środkową umieszczoną pomiędzy pierwszą dodatkową dyszą wytłaczającą (ii) i drugą dodatkową dyszą wytłaczającą (i2), połączone obrotowo z dyszą bazową (3) za pomocą ramienia (4) z kołem zębatym (5) i przekładni (6), przy czym dysza bazowa (3) ma dwie powierzchnie montażowe (25i) i (252), na których osadzone są odpowiednio napęd (2i) pierwszej dodatkowej dyszy wytłaczającej (11) i napęd (22) drugiej dodatkowej dyszy wytłaczającej (I2) i dysza bazowa (3) połączona jest obrotowo za pomocą trzpienia (8) z końcówką manipulatora (9), zaś napęd (10) dyszy bazowej (3) zamontowany jest na powierzchni montażowej (11) manipulatora (9), a na wale napędu (10) osadzone jest koło zębate (12) połączone paskiem zębatym (13) z kołem zębatym (14) dyszy bazowej (3), przy czym oś dodatkowej dyszy wytłaczającej (11) i (I2) jest równoległa do osi dyszy bazowej (3) i zorientowana pionowo, a wylot dodatkowej dyszy wytłaczającej (11) i (I2) jest wyżej od wylotu dyszy bazowej (3), zaś wloty dysz połączone są za pomocą elastycznych przewodów (15) z co najmniej jednym zasobnikiem (16) nieutwardzonego materiału budowlanego (33),
10. 12. Głowica według zastrz. 11, znamienna tym, że na końcach dodatkowych dysz wytłaczających (1i) i (12) zamocowane są kołnierze (171) i (172) ustalające wysokość wytłaczania ścieżek nieutwardzonego materiału budowlanego (33).
11. 13. Głowica według zastrz. 11, znamienna tym, że kołnierze. (17i) i (172) zamocowane są do dodatkowych dysz wytłaczających (1i) i (12) za pomocą śrub (18).
12. 14. Głowica według zastrz. 11, znamienna tym, że dysza bazowa (3) i dodatkowe dysze wytłaczające (1i) i (12), mają przekrój kołowy.
13. 15. Głowica według zastrz. 11 albo 12, znamienna tym, że na dodatkowych dyszach wytłaczających (1i) i (12) zamocowane są urządzenia (19), umożliwiające regulację położenia kołnierzy (17i) i (172) połączone odpowiednio z tymi kołnierzami (17i) i (172).
14. 16. Głowica według zastrz. 15, znamienna tym, że urządzenia (19) to silniki elektryczne, siłowniki elektryczne, pneumatyczne lub hydrauliczne.
15. 17. Głowica według zastrz. 12, znamienna tym, że do wylotów kołnierzy (17i) i (172) przymocowane sa dysze kształtowe (20i) i (202), o wylotach o różnej wielkości niż wyloty kołnierzy (17i) i (172). ‘
16. 18. Głowica według zastrz. 11 albo 12, znamienna tym, że do wylotów dodatkowych dysz wytłaczających (1i) i (12) i wylotu dyszy bazowej (3) przymocowane są dysze kształtowe (20), (20i) i (202), o wylotach o różnej wielkości niż wyloty dodatkowych dysz wytłaczających (1i) i (12) i wylot dyszy bazowej (3).
17. 19. Głowica według zastrz. 17 albo 18, znamienna tym, że osie wylotów dysz kształtowych (20), (20i) i (202) pokrywają się z osiami dodatkowych dysz wytłaczających (1i) i (12) i osią dyszy bazowej (3), albo są przesunięte w bok, a wyloty dysz kształtowych (20), (20i) i (202) znajdują się w obrysie dodatkowych dysz wytłaczających (1i) i (12) i dyszy bazowej (3), albo są przesunięte w bok, a wyloty dysz kształtowych (20), (20i) i (202) znajdują się poza obrysem dodatkowych dysz wytłaczających (1i) i (12) i dyszy bazowej (3).