PL248624B1 - Sposób prefabrykacji hybrydowej belki stropowej - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób prefabrykacji hybrydowej belki stropowej, polegający na tym, że a) w pierwszym procesie dostarcza się elementy w postaci spłaszczonych prostopadłościanów na piłę poprzeczną (07), na której dokonuje się ich cięcia poprzecznego do uzyskania pasów górnych i pasa dolnego, b) w drugim procesie na ploterze CNC (09) wycina się dwa identyczne prostokątne środniki, gdzie każdy środnik składa się z co najmniej dwóch pasów, między którymi, w osi symetrii każdego środnika znajduje się co najmniej jeden przelotowy otwór technologiczny, następnie dokonuje się frezowania powierzchni środników, c) następnie w gnieździe montażowym (01), kolejno wykonuje się następujące dalsze procesy technologiczne: na łożu układa się pas dolny i stabilizuje się go; na pasie dolnym ustawia się prostopadłościenne słupki podporowe i środkowe, na których dolne powierzchnie przylegające do pasa dolnego nakłada się wcześniej warstwę kleju; na każdym obrotowym ramieniu bocznym układa się po jednym pasie górnym; na każdym końcu każdego pasa górnego belki, ustawia się po jednym prostopadłościennym słupku podporowym z naniesioną warstwą kleju; na bocznej powierzchni każdego z pasów górnych i przymocowanych do nich słupków podporowych, po uprzednim nałożeniu na nie warstwy kleju, układa się środniki; dokonuje się obrotu o 90° łoża wraz z zamocowanym na nim pasem dolnym; nakłada się warstwę kleju na frezowane miejsca środnika znajdującego się na obrotowym ramieniu bocznym prawym; dokonuje się obrotu o 180° prawego ramienia bocznego w taki sposób, że zamocowane na nim skrzydło boczne prawe nachodzi na elementy pasa dolnego; dokonuje się sklejenia i zszycia skrzydła bocznego prawego z elementami pasa dolnego; realizuje się powrót obrotowego ramienia bocznego prawego do pozycji wyjściowej; dokonuje się obrotu o 180° łoża pasa dolnego belki wraz z zamocowanym na nim pasem dolnym; nakłada się warstwę kleju na frezowane miejsca płyty środnika znajdującego się na obrotowym ramieniu bocznym lewym; dokonuje się obrotu o 180° obrotowego lewego ramienia bocznego w taki sposób, że zamocowane na nim skrzydło boczne lewe nachodzi na elementy pasa dolnego; dokonuje się sklejenia i zszycia skrzydła bocznego lewego z elementami pasa dolnego znajdującymi się na łożu; realizuje się powrót obrotowego ramienia bocznego lewego do pozycji wyjściowej; dokonuje się obrotu łoża pasa dolnego belki do pozycji wyjściowej; dokonuje się zwolnienia pneumatycznych siłowników skrajnych i bocznych; za pomocą manipulatora podciśnieniowego (11) zdejmuje się gotową belkę hybrydową i odkłada na pole odkładcze (13).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób prefabrykacji hybrydowej belki stropowej stanowiącej element konstrukcyjny do budowy stropów obiektów budowlanych, zwłaszcza drewnianego domu szkieletowego, w tym wykonanego w technologii modułowej (panelowej).

Ze stanu techniki znane są różnego rodzaju belki stropowe, w tym również drewniane i drewnopochodne oraz sposoby ich wykonywania.

Z dokumentacji zgłoszeniowej polskiego wynalazku P.319245 znana jest belka drewniana, która składa się z naklejonych na siebie prostopadłościanów, z których każdy jest utworzony z dwóch lamel o kształcie graniastosłupów o podstawie trójkąta prostokątnego, wykonanych z promieniowych wycinków pnia drewnianego, przy czym prostopadłościany są w ten sposób naklejone na siebie, że słoje roczne są w położeniu stojącym i rozciągają się zasadniczo w kierunku wzdłużnym belki.

Z opisu patentowego PL208514 znany jest sposób zbrojenia belki drewnianej i belka drewniana zbrojona kompozytami włóknistymi. Sposób zbrojenia polegający na wzmocnieniu belki drewnianej kompozytami włóknistymi charakteryzuje się tym, że dwa pasma z kompozytów włóknistych, korzystnie z mat węglowych lub szklanych, nakleja się na belkę drewnianą po obu stronach powierzchni bocznych tak, że pasma krzyżują się na powierzchni dolnej, w środku rozpiętości belki. Naklejanie każdego pasma rozpoczyna się w strefie przypodporowej, w górnym narożu powierzchni bocznej belki i prowadzi się pasmo ukośnie w kierunku środka rozpiętości belki poprzez dolną powierzchnię na drugą boczną powierzchnię belki, dalej ukośnie, i kończy się w strefie przypodporowej, w górnym narożu drugiej bocznej powierzchni belki.

Z opisu patentowego PL208513 znany jest sposób wzmacniania belki drewnianej podciętej przy podporze i belka drewniana podcięta przy podporze. Sposób wzmocnienia belki drewnianej, podciętej przy podporze, charakteryzuje się tym, że pasmo z kompozytów włóknistych nakleja się na powierzchni belki drewnianej w strefie przypodporowej, w pobliżu podcięcia, dookoła belki, tak, że pasmo to tworzy ciągłą, zamkniętą obejmę. Korzystnie jako kompozyty włókniste stosuje się maty szklane lub węglowe.

Z opisu patentowego PL224876 znana jest zbrojona belka drewniana, zwłaszcza belka drewniana wielowarstwowa, stosowana jako dźwigarowy element konstrukcyjny w budownictwie. Zbrojona belka drewniana zawiera klejone ze sobą warstwy drewna i co najmniej jedno syntetyczne wzmocnienie, posiadające co najmniej jedno ciągłe włókno, połączone z warstwą drewna osnową z żywicy. Każde włókno wraz z osnową utrzymywane jest w odpowiednim położeniu w belce drewnianej, jak i w warstwie drewna dzięki prostolinijnemu nacięciu w warstwie drewna. Syntetyczne wzmocnienie stanowi co najmniej jeden dodatkowy element, łączący warstwy drewna systemem na pióro-wpust, przy czym syntetyczne wzmocnienie jest w nim piórem, umieszczonym wewnątrz belki drewnianej, czyli w taki sposób, że nie jest widoczne z zewnątrz.

Z dokumentacji zgłoszeniowej polskiego wynalazku P.402907 znany jest sposób wytwarzania klejonej belki drewnianej polegający na tym, że w belce rdzeniowej wykonuje się wzdłuż osi rdzenia co najmniej dwa promieniowe nacięcia, które nie dochodzą do rdzenia i dzielą belkę rdzeniową na segmenty, następnie tak naciętą belkę rdzeniową poddaje się suszeniu, aż do osiągnięcia żądanej wilgotności, po czym docina się ją w promieniowych nacięciach poprzez jej rdzeń, a wycięte segmenty, które w przekroju poprzecznym mają kształt wycinka koła, frezuje się w płaszczyznach promieniowych nacięć do momentu wycięcia pozostałej części rdzenia oraz uzyskania żądanych wymiarowych elementów, po czym te elementy skleja się ze sobą znanymi sposobami.

W stanie techniki znane są konstrukcje stropowe w lekkim drewnianym budownictwie szkieletowym wykonywane albo z pojedynczych belek drewnianych albo w postaci dużych prefabrykowanych elementów panelowych. W pierwszym przypadku sprowadza się to do wykonywania stropu na budowie, po wcześniejszym wykonaniu ścian, z pojedynczych belek drewnianych, na których następnie ułożone jest poszycie stropu. Rozwiązanie to jest pracochłonne i wymagające dużej umiejętności wykonawczej pracowników. W drugim przypadku stropy lub ich fragmenty wykonywane (prefabrykowane) są na zakładzie prefabrykacji, a następnie dostarczane są na budowę i układ ane z wykorzystaniem ciężkiego sprzętu, z uwagi na ich dużą masę.

Dodatkowo niedogodnością rozwiązań znanych ze stanu techniki jest długi czas prefabrykacji powstałych dzięki tym rozwiązaniom modułowych obiektów budowlanych lub ich elementów w fabryce, a także długi i niejednokrotnie trudny montaż tych obiektów na placu budowy.

Rozwiązanie według niniejszego wynalazku umożliwia stosunkowo szybką i łatwą, prefabrykację belek stropowych, z których wykonuje się strop, prowadzoną na linii produkcyjnej hybrydowych belek stropowych, co następnie przekłada się na możliwość ułożenia tego stropu bez wykorzystywania ciężkiego sprzętu transportowego i montażowego.

Zaletą wynalazku jest możliwość wyprodukowania belek stropowych z wyprzedzeniem i ich magazynowanie do czasu konkretnego zapotrzebowania na nie, co znacząco skraca czas od projektu do montażu.

Celem twórców niniejszego wynalazku było opracowanie półautomatycznego sposobu prefabrykacji hybrydowej belki stropowej stanowiącej element konstrukcyjny do budowy stropów obiektów budowlanych, zwłaszcza drewnianego domu szkieletowego, zapewniającego ułatwienie, optymalizację i zapewnienie wysokiej precyzji procesu prefabrykacji tych belek, oraz skrócenie czasu prefabrykacji do minimum.

Istotę wynalazku stanowi sposób prefabrykacji hybrydowej belki stropowej składającej się z prostopadłościennych słupków podporowych i środkowych oraz z elementów w postaci spłaszczonych prostopadłościanów, to jest z dwóch pasów górnych i pasa dolnego prostopadłych do pionowej osi symetrii belki oraz z dwóch nieciągłych środników równoległych do pionowej osi symetrii belki, połączonych ze sobą połączeniem nierozłącznym tak, że w przekroju pionowym belka stropowa ma kształt zbliżony do litery U, przy czym w środkowej części ma przelotowy otwór albo przelotowe otwory ograniczone częściowo przez górną płaszczyznę pasa dolnego, płaszczyzny dolne dwóch pasów górnych i krawędzie boczne dwóch nieciągłych środników, polegający na tym, że:

a) w pierwszym procesie, za pomocą podajników rolkowych dostarcza się elementy w postaci spłaszczonych prostopadłościanów na piłę poprzeczną, na której dokonuje się ich cięcia poprzecznego do uzyskania pasów górnych i pasa dolnego o pożądanych długościach mieszczących się w zakresie od 100 do 1000 cm, najkorzystniej 800 cm, przy czym pasy górne i pas dolny stanowią elementy o przekrojach poprzecznych w kształcie prostokąta, którego jeden bok ma długość mieszczącą się w zakresie od 3 do 9 cm, natomiast drugi bok ma długość mieszczącą się w zakresie od 9,5 do 18,5 cm,

b) w drugim niezależnym od pierwszego procesie, za pomocą manipulatora podciśnieniowego przenosi się płytę do wykonania środników o grubości płyty od 12 do 25 mm, korzystnie 18 mm, na ploter CNC, za pomocą którego wycina się dwa identyczne prostokątne środniki na wymagane długości i szerokości, gdzie każdy środnik składa się z co najmniej dwóch pasów, między którymi, w osi symetrii każdego środnika znajduje się co najmniej jeden przelotowy otwór technologiczny, przy czym przy belkach o długości do 600 cm szerokość każdego środnika wynosi 25-35 cm, korzystnie 30 cm, a długość każdego środnika jest krótsza od długości pasów górnych o 30-40 cm, korzystnie o 35 cm, natomiast przy belkach o długości powyżej 600 cm szerokość każdego środnika wynosi 35-45 cm, korzystnie 40 cm, a długość każdego środnika jest krótsza od długości pasów górnych o 65-75 cm, korzystnie 70 cm, gdzie różnica w długości środników i pasów górnych stanowi szerokość przelotowego/wych otworu/ów technologicznego/ych, następnie dokonuje się - za pomocą plotera CNC - frezowania powierzchni środników, przy czym wykonuje się po jednym frezie na każdej stronie środnika, a odległość frezu od krawędzi środnika jest równa szerokości belki, która będzie do niej klejona na dalszym etapie,

c) następnie w gnieździe montażowym, kolejno wykonuje się w sposób półzautomatyzowany, z wykorzystaniem panelu sterującego, następujące dalsze procesy technologiczne:

- na łożu pasa dolnego układa się pas dolny i stabilizuje się go pneumatycznymi siłownikami bocznymi,

- za pomocą pneumatycznego siłownika skrajnego, na pasie dolnym belki, prostopadle do jej szerszej powierzchni bocznej, ustawia się i mechanicznie dociska i stabilizuje prostopadłościenne słupki podporowe i środkowe, o szerokości równej dłuższemu bokowi prostokąta w przekroju pasa dolnego i wysokości równej szerokości środnika pomniejszonej o wartość równą krótszemu bokowi prostokąta w przekroju pasa dolnego, przy czym po jednym słupku podporowym ustawia się na każdym końcu pasa dolnego belki, a słupki środkowe ustawia się symetrycznie na pasie dolnym belki, ponadto przed ustawieniem słupków na powierzchni pasa dolnego, na dolną powierzchnię słupków przylegającą do pasa dolnego nakłada się warstwę kleju,

- na każdym z dwóch obrotowych ramion bocznych układa się po jednym pasie górnym belki,

- za pomocą pneumatycznych siłowników ramion bocznych, na każdym końcu każdego pasa górnego belki, prostopadle do jej szerszej powierzchni bocznej, ustawia się i mechanicznie dociska i stabilizuje po jednym prostopadłościennym słupku podporowym o szerokości równej dłuższemu bokowi prostokąta w przekroju pasa górnego i wysokości równej szerokości środnika pomniejszonej o wartość równą krótszemu bokowi prostokąta w przekroju pasa górnego, ponadto przed ustawieniem słupków na powierzchni pasa górnego, na dolną powierzchnię słupków przylegającą do pasa górnego nakłada się warstwę kleju,

- na bocznej powierzchni każdego z pasów górnych i przymocowanych do nich słupków podporowych, po uprzednim nałożeniu na nie warstwy kleju, układa się środniki, tworząc w ten sposób skrzydła boczne prawe i lewe, przy czym korzystnie po ułożeniu środników stabilizuje się je poprzez przykręcenie wkrętami lub zszycie zszywkami za pomocą urządzenia do zszywania (zszywki stosuje się celem stabilizacji płyty środnika w trakcie procesu klejenia, bowiem bez zszywek istnieje ryzyko ich przesunięcia względem pasa górnego ze względu na pęcznienie kleju),

- za pomocą jednostki napędowej dokonuje się obrotu o 90° łoża wraz z zamocowanym na nim pasem dolnym belki,

- nakłada się warstwę kleju na frezowane miejsca środnika znajdującego się na obrotowym ramieniu bocznym prawym,

- dokonuje się obrotu o 180° prawego ramienia bocznego w taki sposób, że zamocowane na nim skrzydło boczne prawe nachodzi na elementy pasa dolnego,

- dokonuje się sklejenia i zszycia skrzydła bocznego prawego z elementami pasa dolnego znajdującymi się na łożu pasa dolnego belki,

- poprzez zwolnienie pneumatycznych siłowników ramienia prawego realizuje się powrót obrotowego ramienia bocznego prawego do pozycji wyjściowej,

- za pomocą jednostki napędowej dokonuje się obrotu o 180° łoża pasa dolnego belki wraz z zamocowanym na nim pasem dolnym belki,

- nakłada się warstwę kleju na frezowane miejsca płyty środnika znajdującego się na obrotowym ramieniu bocznym lewym,

- dokonuje się obrotu o 180° lewego obrotowego ramienia bocznego w taki sposób, że zamocowane na nim skrzydło boczne lewe nachodzi na elementy pasa dolnego,

- dokonuje się sklejenia i zszycia skrzydła bocznego lewego z elementami pasa dolnego znajdującymi się na łożu pasa dolnego,

- poprzez zwolnienie pneumatycznych siłowników obrotowego ramienia bocznego lewego realizuje się powrót obrotowego ramienia bocznego lewego do pozycji wyjściowej,

- za pomocą jednostki napędowej dokonuje się obrotu łoża pasa dolnego belki do pozycji wyjściowej,

- dokonuje się zwolnienia pneumatycznych siłowników skrajnych i bocznych,

- za pomocą manipulatora podciśnieniowego zdejmuje się gotową belkę hybrydową i odkłada na pole odkładcze.

Korzystnie, elementy stanowiące pasy górne i pas dolny stanowią elementy wykonane z materiałów drewnopochodnych albo z tworzywa sztucznego albo z materiałów kompozytowych a najkorzystniej z drewna.

Korzystnie, pasy górne stanowią elementy o przekrojach poprzecznych w kształcie prostokąta, którego jeden bok ma długość 4 cm a drugi 16 cm.

Korzystnie, pas dolny stanowi element o przekroju poprzecznym w kształcie prostokąta, którego jeden bok ma długość 6 cm a drugi 16 cm.

Korzystnie, po docięciu belek na pile poprzecznej, na całej długości belki stanowiącej pas dolny, dokonuje się - za pomocą frezarki - procesu frezowania co najmniej dwóch rowków, symetrycznie rozmieszczonych na jednej szerszej z powierzchni pasa dolnego, po czym w rowki te wkleja się pręty kompozytowe, najkorzystniej bazaltowe, na długość równą długości pasa dolnego.

Korzystnie, pręty kompozytowe docina się na długość równą długości pasa dolnego za pomocą urządzeniu do przewijania i cięcia prętów.

Korzystnie, pręty kompozytowe wkleja się w rowki pasa dolnego za pomocą kleju kompozytowego, najkorzystniej epoksydowego.

Korzystnie, stosuje się pręty o przekroju okrągłym o średnicy od 8 do 12 mm, korzystnie 10 mm, a kształt i średnica rowków wyfrezowanych w pasie dolnym jest odpowiednia do ścisłego wprowadzenia prętów.

Korzystnie, płyty z których wycina się środniki wykonane są z tworzywa sztucznego albo z materiałów kompozytowych albo z materiałów drewnopochodnych, w tym z płyty drewnopochodnej, najkorzystniej z płyty drewnopochodnej konstrukcyjnej o wiórach orientowanych OSB/3.

Korzystnie, powierzchnie klejone zwilża się wodą przed nakładaniem kleju.

Korzystnie, warstwy kleju nakłada się za pomocą urządzenia do nakładania kleju.

Korzystnie, sprężone powietrze niezbędne do wykonywania pneumatycznych procesów technologicznych na urządzeniach linii doprowadza się z centralnego kompresora.

Korzystnie, w trakcie wykonywania poszczególnych procesów technologicznych, za pomocą centralnego odciągu trocin odciąga się i odprowadza trociny z piły poprzecznej, frezarki oraz plotera CNC.

Sposób prefabrykacji hybrydowej belki stropowej według wynalazku realizuje się z wykorzystaniem półautomatycznej linii produkcyjnej hybrydowych belek stropowych, przedstawionej na fig. 1, w której skład wchodzi: gniazdo montażowe, panel sterujący do półzautomatyzowanego sterowania procesami technologicznymi gniazda montażowego, co najmniej jedno urządzenie do nakładania kleju, co najmniej jedno urządzenie do zszywania, centralny kompresor służący do zapewnienia sprężonego powietrza niezbędnego do wykonywania procesów technologicznych na urządzeniach linii, centralny odciąg trocin służący do odciągania trocin z piły poprzecznej, frezarki oraz plotera CNC, piła poprzeczna, frezarka do frezowania rowków zabudowana w ciągu technologicznym pomiędzy podajnikami rolkowymi, ploter CNC, urządzenie do przewijania i cięcia prętów kompozytowych, manipulator podciśnieniowy, podajniki rolkowe, pole odkładcze do składowania wyrobów gotowych.

Natomiast gniazdo montażowe składa się z: łoża pasa dolnego belki, pneumatycznych siłowników skrajnych, pneumatycznych siłowników bocznych, pneumatycznych siłowników ramion, jednostki napędowej obracającej łożem pasa dolnego, obrotowych ramion bocznych. Do podstawowych zalet rozwiązania należą:

- możliwość produkcji stropów i stropodachów z materiałów zwłaszcza drewnianych i drewnopochodnych, o rozpiętości do 10 m;

- możliwość produkcji oraz odpowiedniej kontroli wymiarów hybrydowych belek stropowych;

- zapewnienie wysokiej precyzji uzyskania wymiarów hybrydowych belek stropowych, powtarzalność: długości, szerokości, oraz kątów;

- kompaktowość rozwiązania - potrzebna jest stosunkowo niewielka przestrzeń produkcyjna ok 400 m²;

- stosunkowo prosta obsługa i niewielka ilość pracowników niezbędna do obsługi linii technologicznej, którą przy zapewnieniu najniższej wydajności może obsługiwać już tylko dwoje pracowników;

- stosunkowo niewielkie zapotrzebowanie na energię - około 30 kWh;

- brak konieczności zatrudniania automatyków programujących linię produkcyjną;

- stosunkowo krótki czas prefabrykacji hybrydowych belek stropowych;

- ułatwione magazynowanie oraz transport powtarzalnych konstrukcyjnie i wymiarowo hybrydowych belek stropowych otrzymanych na linii produkcyjnej;

- dzięki precyzji i kompletności wykonania poszczególnych elementów konstrukcyjnych uzyskano brak konieczności prowadzenia dodatkowej ich obróbki na placu budowy;

- strop lub stropodach zbudowane z prefabrykowanych na takiej linii hybrydowych belek stropowych są łatwe w montażu, dzięki jakości i powtarzalności belek hybrydowych;

- szybkość montażu znacznie przewyższa tradycyjne budownictwo szkieletowe stropów i stropodachów drewnianych, a uzyskana sztywność jest również znacznie wyższa od stropów i stropodachów stosowanych dotychczas w budownictwie szkieletowym.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rozkład poszczególnych elementów składowych linii produkcyjnej do prefabrykacji hybrydowej belki stropowej według wynalazku, fig. 2 - gniazdo montażowe w widoku z góry, fig. 3 - belkę stropową w rzucie aksonometrycznym i rozbiciu na poszczególne elementy, fig. 4 - belkę stropową w rzucie aksonometrycznym po zmontowaniu, fig. 5 - belkę stropową w przekroju pionowym wzdłuż krótszego boku.

Przykład 1

Przykład sposobu prefabrykacji hybrydowej belki stropowej według wynalazku realizuje się z wykorzystaniem półautomatycznej linii produkcyjnej hybrydowych belek stropowych, przedstawionej na fig. 1, w której skład wchodzi: gniazdo montażowe 1, panel sterujący 2 do półzautomatyzowanego sterowania procesami technologicznymi gniazda montażowego 1, urządzenie do nakładania kleju 3, dwa urządzenia do zszywania 4, centralny kompresor 5, centralny odciąg 6 trocin, piła poprzeczna 7, frezarka 8 do frezowania rowków zabudowana w ciągu technologicznym pomiędzy podajnikami rolkowymi 12, ploter CNC 9, urządzenie 10 do przewijania i cięcia prętów kompozytowych, manipulator podciśnieniowy 11, podajniki rolkowe 12, pole odkładcze 13 do składowania wyrobów gotowych. Natomiast gniazdo montażowe składa się z: łoża 14 pasa dolnego belki, pneumatycznych siłowników skrajnych 15, pneumatycznych siłowników bocznych 16, pneumatycznych siłowników ramion 17, jednostki napędowej 18 obracającej łożem 14 pasa dolnego, obrotowych ramion bocznych 19.

Według niniejszego przykładu sposób prefabrykacji hybrydowej belki stropowej składającej się z prostopadłościennych słupków podporowych 24 i środkowych 25 oraz z elementów w postaci spłaszczonych prostopadłościanów, to jest z dwóch pasów górnych 20 i pasa dolnego 21 prostopadłych do pionowej osi symetrii belki oraz z dwóch nieciągłych środników 22 równoległych do pionowej osi symetrii belki, połączonych ze sobą połączeniem nierozłącznym tak, że w przekroju pionowym belka stropowa ma kształt zbliżony do litery U, przy czym w środkowej części ma przelotowy otwór 23 ograniczony częściowo przez górną płaszczyznę pasa dolnego, płaszczyzny dolne dwóch pasów górnych i krawędzie boczne dwóch nieciągłych środników, polega na tym, że:

a) w pierwszym procesie, za pomocą podajników rolkowych 12 dostarcza się elementy w postaci spłaszczonych prostopadłościanów na piłę poprzeczną 7, na której dokonuje się ich cięcia poprzecznego do uzyskania pasów górnych 20 i pasa dolnego 21 o długościach 800 cm, przy czym pasy górne i pas dolny stanowią elementy o przekrojach poprzecznych w kształcie prostokąta, którego jeden bok ma długość 4 cm - pas górny i 6 cm - pas dolny, natomiast drugi bok ma długość 16 cm - pas górny i dolny,

b) w drugim niezależnym od pierwszego procesie, za pomocą manipulatora podciśnieniowego 11 przenosi się płytę drewnopochodną konstrukcyjną o wiórach orientowanych OSB/3 do wykonania środników o grubości płyty 18 mm, na ploter CNC 9, za pomocą którego wycina się dwa identyczne prostokątne środniki 22 na wymagane długości i szerokości, gdzie każdy środnik składa się z co najmniej dwóch pasów, między którymi, w osi symetrii każdego środnika znajduje się co najmniej jeden przelotowy otwór technologiczny 23, przy czym szerokość każdego środnika wynosi 40 cm, a długość każdego środnika jest krótsza od długości pasów górnych o 70 cm, gdzie różnica w długości środników i pasów górnych stanowi szerokość przelotowych otworów technologicznych 23, następnie dokonuje się - za pomocą plotera CNC 9 - frezowania powierzchni środników, przy czym wykonuje się po jednym frezie na każdej stronie środnika, a odległość frezu od krawędzi środnika jest równa szerokości belki, która będzie do niej klejona na dalszym etapie,

c) następnie w gnieździe montażowym 1, kolejno wykonuje się w sposób półzautomatyzowany, z wykorzystaniem panelu sterującego 2, następujące dalsze procesy technologiczne:

- na łożu 14 pasa dolnego układa się pas dolny 21 i stabilizuje się go pneumatycznymi siłownikami bocznymi 16,

- za pomocą pneumatycznego siłownika skrajnego 15, na pasie dolnym 21 belki, prostopadle do jej szerszej powierzchni bocznej, ustawia się i mechanicznie dociska i stabilizuje prostopadłościenne słupki podporowe 24 i środkowe 25, o szerokości 16 cm i wysokości 34 cm, przy czym po jednym słupku podporowym 24 ustawia się na każdym końcu pasa dolnego 21 belki, a słupki środkowe 25 ustawia się symetrycznie na pasie dolnym 21 belki, ponadto przed ustawieniem słupków na powierzchni pasa dolnego, na dolną powierzchnię słupków przylegającą do pasa dolnego nakłada się warstwę kleju,

- na każdym z dwóch obrotowych ramion bocznych 19 układa się po jednym pasie górnym 20 belki,

- za pomocą pneumatycznych siłowników 17 obrotowych ramion bocznych 19, na każdym końcu każdego pasa górnego 20 belki, prostopadle do jej szerszej powierzchni bocznej, ustawia się i mechanicznie dociska i stabilizuje po jednym prostopadłościennym słupku podporowym 24 o szerokości 16 cm i wysokości 34 cm, ponadto przed ustawieniem słupków na powierzchni pasa górnego, na dolną powierzchnię słupków przylegającą do pasa górnego nakłada się warstwę kleju,

- na bocznej powierzchni każdego z pasów górnych 20 i przymocowanych do nich słupków podporowych 24, po uprzednim nałożeniu na nie warstwy kleju, układa się środniki 22, tworząc w ten sposób skrzydła boczne prawe i lewe, przy czym korzystnie po ułożeniu środników stabilizuje się je poprzez przykręcenie wkrętami lub zszycie zszywkami za pomocą urządzenia do zszywania 4,

- za pomocą jednostki napędowej 18 dokonuje się obrotu o 90° łoża 14 wraz z zamocowanym na nim pasem dolnym 21 belki

- nakłada się warstwę kleju na frezowane miejsca środnika 22 znajdującego się na obrotowym ramieniu bocznym 19 prawym,

- dokonuje się obrotu o 180° prawego ramienia bocznego 19 w taki sposób, że zamocowane na nim skrzydło boczne prawe nachodzi na elementy pasa dolnego 21,

- dokonuje się sklejenia i zszycia skrzydła bocznego prawego z elementami pasa dolnego 21 znajdującymi się na łożu 14 pasa dolnego belki,

- poprzez zwolnienie pneumatycznych siłowników 17 ramienia prawego realizuje się powrót obrotowego ramienia bocznego prawego 19 do pozycji wyjściowej,

- za pomocą jednostki napędowej 18 dokonuje się obrotu o 180° łoża 14 pasa dolnego belki wraz z zamocowanym na nim pasem dolnym 21 belki,

- nakłada się warstwę kleju na frezowane miejsca płyty środnika 22 znajdującego się na obrotowym ramieniu bocznym 19 lewym,

- dokonuje się obrotu o 180° lewego obrotowego ramienia bocznego 19 w taki sposób, że zamocowane na nim skrzydło boczne lewe nachodzi na elementy pasa dolnego 21,

- dokonuje się sklejenia i zszycia skrzydła bocznego lewego z elementami pasa dolnego 21 znajdującymi się na łożu 14,

- poprzez zwolnienie pneumatycznych siłowników 17 obrotowego ramienia bocznego lewego realizuje się powrót obrotowego ramienia bocznego lewego 19 do pozycji wyjściowej,

- za pomocą jednostki napędowej 18 dokonuje się obrotu łoża 14 pasa dolnego belki do pozycji wyjściowej,

- dokonuje się zwolnienia pneumatycznych siłowników skrajnych 15 i bocznych 16,

- za pomocą manipulatora podciśnieniowego 11 zdejmuje się gotową belkę hybrydową i odkłada na pole odkładcze 13.

Elementy stanowiące pasy górne 20 i pas dolny 21 wykonane są z drewna.

Po docięciu belek na pile poprzecznej 7, na całej długości belki stanowiącej pas dolny 21, dokonuje się - za pomocą frezarki 8 - procesu frezowania dwóch rowków, symetrycznie rozmieszczonych na jednej szerszej z powierzchni pasa dolnego 21, po czym w rowki te wkleja się pręty kompozytowe, bazaltowe, na długość równą długości pasa dolnego, przy czym pręty kompozytowe docina się wcześniej na długość równą długości pasa dolnego za pomocą urządzeniu 10 do przewijania i cięcia prętów, a następnie wkleja się je w rowki pasa dolnego 21 za pomocą kleju kompozytowego epoksydowego.

Stosuje się pręty o przekroju okrągłym o średnicy 10 mm, a kształt i średnica rowków wyfrezowanych w pasie dolnym jest odpowiednia do ścisłego wprowadzenia prętów.

Powierzchnie klejone zwilża się wodą przed nakładaniem kleju, który nakłada się za pomocą urządzenia 3 do nakładania kleju.

Sprężone powietrze niezbędne do wykonywania pneumatycznych procesów technologicznych na urządzeniach linii doprowadza się z centralnego kompresora 5.

W trakcie wykonywania poszczególnych procesów technologicznych, za pomocą centralnego odciągu 6 trocin odciąga się i odprowadza trociny z piły poprzecznej 7, frezarki 8 oraz plotera CNC 9.

Claims (13)

1. Sposób prefabrykacji hybrydowej belki stropowej składającej się z prostopadłościennych słupków podporowych i środkowych oraz z elementów w postaci spłaszczonych prostopadłościanów, to jest z dwóch pasów górnych i pasa dolnego prostopadłych do pionowej osi symetrii belki oraz z dwóch nieciągłych środników równoległych do pionowej osi symetrii belki, połączonych ze sobą połączeniem nierozłącznym tak, że w przekroju pionowym belka stropowa ma kształt zbliżony do litery U, przy czym w środkowej części ma przelotowy otwór albo przelotowe otwory ograniczone częściowo przez górną płaszczyznę pasa dolnego, płaszczyzny dolne dwóch pasów górnych i krawędzie boczne dwóch nieciągłych środników, znamienny tym, że a ) w pierwszym procesie, za pomocą podajników rolkowych (12) dostarcza się elementy w postaci spłaszczonych prostopadłościanów na piłę poprzeczną (7), na której dokonuje się ich cięcia poprzecznego do uzyskania pasów górnych (20) i pasa dolnego (21) o pożądanych długościach mieszczących się w zakresie od 100 do 1000 cm, najkorzystniej 800 cm, przy czym pasy górne i pas dolny stanowią elementy o przekrojach poprzecznych w kształcie prostokąta, którego jeden bok ma długość mieszczącą się w zakresie od 3 do 9 cm, natomiast drugi bok ma długość mieszczącą się w zakresie od 9,5 do 18,5 cm, b ) w drugim niezależnym od pierwszego procesie, za pomocą manipulatora podciśnieniowego (11) przenosi się płytę do wykonania środników o grubości płyty od 12 do 25 mm, korzystnie 18 mm, na ploter CNC (9), za pomocą którego wycina się dwa identyczne prostokątne środniki (22) na wymagane długości i szerokości, gdzie każdy środnik składa się z co najmniej dwóch pasów, między którymi, w osi symetrii każdego środnika znajduje się co najmniej jeden przelotowy otwór technologiczny (23), przy czym przy belkach o długości do 600 cm szerokość każdego środnika wynosi 25-35 cm, korzystnie 30 cm, a długość każdego środnika jest krótsza od długości pasów górnych (20) o 30-40 cm, korzystnie o 35 cm, natomiast przy belkach o długości powyżej 600 cm szerokość każdego środnika wynosi 35-45 cm, korzystnie 40 cm, a długość każdego środnika jest krótsza od długości pasów górnych (20) o 65-75 cm, korzystnie 70 cm, gdzie różnica w długości środników i pasów górnych stanowi szerokość przelotowego/wych otworu/ów technologicznego/ych (23), następnie dokonuje się - za pomocą plotera CNC (9) - frezowania powierzchni środników, przy czym wykonuje się po jednym frezie na każdej stronie środnika, a odległość frezu od krawędzi środnika jest równa szerokości belki, która będzie do niej klejona na dalszym etapie, c ) następnie w gnieździe montażowym (1), kolejno wykonuje się w sposób półzautomatyzowany, z wykorzystaniem panelu sterującego (2), następujące dalsze procesy technologiczne:

- na łożu (14) pasa dolnego układa się pas dolny (21) i stabilizuje się go pneumatycznymi siłownikami bocznymi (16),

- za pomocą pneumatycznego siłownika skrajnego (15), na pasie dolnym (21) belki, prostopadle do jej szerszej powierzchni bocznej, ustawia się i mechanicznie dociska i stabilizuje prostopadłościenne słupki podporowe (24) i środkowe (25), o szerokości równej dłuższemu bokowi prostokąta w przekroju pasa dolnego i wysokości równej szerokości środnika pomniejszonej o wartość równą krótszemu bokowi prostokąta w przekroju pasa dolnego, przy czym po jednym słupku podporowym (24) ustawia się na każdym końcu pasa dolnego (21) belki, a słupki środkowe (25) ustawia się symetrycznie na pasie dolnym belki, ponadto przed ustawieniem słupków na powierzchni pasa dolnego, na dolną powierzchnię słupków przylegającą do pasa dolnego nakłada się warstwę kleju,

- na każdym z dwóch obrotowych ramion bocznych (19) układa się po jednym pasie górnym (20) belki,

- za pomocą pneumatycznych siłowników (17) ramion bocznych (19), na każdym końcu każdego pasa górnego (20) belki, prostopadle do jej szerszej powierzchni bocznej, ustawia się i mechanicznie dociska i stabilizuje po jednym prostopadłościennym słupku podporowym (24) o szerokości równej dłuższemu bokowi prostokąta w przekroju pasa górnego (20) i wysokości równej szerokości środnika (22) pomniejszonej o wartość równą krótszemu bokowi prostokąta w przekroju pasa górnego, ponadto przed ustawieniem słupków na powierzchni pasa górnego, na dolną powierzchnię słupków przylegającą do pasa górnego nakłada się warstwę kleju,

- na bocznej powierzchni każdego z pasów górnych (20) i przymocowanych do nich słupków podporowych (24), po uprzednim nałożeniu na nie warstwy kleju, układa się środniki (22), tworząc w ten sposób skrzydła boczne prawe i lewe, przy czym korzystnie po ułożeniu środników stabilizuje się je poprzez przykręcenie wkrętami lub zszycie zszywkami za pomocą urządzenia do zszywania (4),

- za pomocą jednostki napędowej (18) dokonuje się obrotu o 90° łoża (14) wraz z zamocowanym na nim pasem dolnym (21) belki,

- nakłada się warstwę kleju na frezowane miejsca środnika (22) znajdującego się na obrotowym ramieniu bocznym (19) prawym,

- dokonuje się obrotu o 180° prawego ramienia bocznego (19) w taki sposób, że zamocowane na nim skrzydło boczne prawe nachodzi na elementy pasa dolnego (21),

- dokonuje się sklejenia i zszycia skrzydła bocznego prawego z elementami pasa dolnego (21) znajdującymi się na łożu (14),

- poprzez zwolnienie pneumatycznych siłowników (17) obrotowego ramienia bocznego prawego realizuje się powrót obrotowego ramienia bocznego prawego (19) do pozycji wyjściowej,

- za pomocą jednostki napędowej (18) dokonuje się obrotu o 180° łoża (14) pasa dolnego belki wraz z zamocowanym na nim pasem dolnym (21) belki,

- nakłada się warstwę kleju na frezowane miejsca płyty środnika (22) znajdującego się na obrotowym ramieniu bocznym (19) lewym,

- dokonuje się obrotu o 180° obrotowego lewego ramienia bocznego (19) w taki sposób, że zamocowane na nim skrzydło boczne lewe nachodzi na elementy pasa dolnego (21),

- dokonuje się sklejenia i zszycia skrzydła bocznego lewego z elementami pasa dolnego (21) znajdującymi się na łożu (14),

- poprzez zwolnienie pneumatycznych siłowników (17) obrotowego ramienia bocznego realizuje się powrót obrotowego ramienia bocznego lewego (19) do pozycji wyjściowej,

- za pomocą jednostki napędowej (18) dokonuje się obrotu łoża (14) pasa dolnego (21) belki do pozycji wyjściowej,

- dokonuje się zwolnienia pneumatycznych siłowników skrajnych (15) i bocznych (16),

- za pomocą manipulatora podciśnieniowego (11) zdejmuje się gotową belkę hybrydową i odkłada na pole odkładcze (13).

2. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że elementy stanowiące pasy górne (20) i pas dolny (21) stanowią elementy wykonane z materiałów drewnopochodnych albo z tworzywa sztucznego albo z materiałów kompozytowych a najkorzystniej z drewna.

3. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że pasy górne (20) stanowią elementy o przekrojach poprzecznych w kształcie prostokąta, którego jeden bok ma długość 4 cm a drugi 16 cm.

4. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że pas dolny (21) stanowi element o przekroju poprzecznym w kształcie prostokąta, którego jeden bok ma długość 6 cm a drugi 16 cm.

5. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że po docięciu belek na pile poprzecznej (7), na całej długości belki stanowiącej pas dolny (21), dokonuje się - za pomocą frezarki (8) - procesu frezowania co najmniej dwóch rowków, symetrycznie rozmieszczonych na jednej szerszej z powierzchni pasa dolnego, po czym w rowki te wkleja się pręty kompozytowe, najkorzystniej bazaltowe, na długość równą długości pasa dolnego.

6. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że pręty kompozytowe docina się na długość równą długości pasa dolnego za pomocą urządzeniu (10) do przewijania i cięcia prętów.

7. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że pręty kompozytowe wkleja się w rowki pasa dolnego za pomocą kleju kompozytowego, najkorzystniej epoksydowego.

8. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że stosuje się pręty o przekroju okrągłym o średnicy od 8 do 12 mm, korzystnie 10 mm, a kształt i średnica rowków wyfrezowanych w pasie dolnym jest odpowiednia do ścisłego wprowadzenia prętów.

9. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że płyty z których wycina się środniki (22) wykonane są z tworzywa sztucznego albo z materiałów kompozytowych albo z materiałów drewnopochodnych, w tym z płyty drewnopochodnej, najkorzystniej z płyty drewnopochodnej konstrukcyjnej o wiórach orientowanych OSB/3.

10. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że powierzchnie klejone zwilża się wodą przed nakładaniem kleju.

11. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że warstwy kleju nakłada się za pomocą urządzenia (3) do nakładania kleju.

PL 248624 Β1

12. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że sprężone powietrze niezbędne do wykonywania pneumatycznych procesów technologicznych na urządzeniach linii doprowadza się z centralnego kompresora (5).

13. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że w trakcie wykonywania poszczególnych procesów technologicznych, za pomocą centralnego odciągu (6) trocin odciąga się i odprowadza trociny z piły poprzecznej (7), frezarki (8) oraz plotera CNC (9).