Технологичный профиль лафета для малоэтажных деревянных зданий

Полезная модель относится к области строительства, в частности может применяться при производстве деревянных зданий из двухкантного бруса (или лафета). Известен тип профиля лафета, в котором присутствуют плоские боковые поверхности, скругленная верхняя часть, снизу располагается продольный паз полукруглой формы. Данный профиль характеризуется простотой изготовления и может производиться как вручную, так и на оборудовании, а также обеспечивает необходимые теплотехнические характеристики при строительстве зданий. Однако данный профиль имеет два недостатка: 1. острые кромки продольного паза легко повреждаются при транспортировке и иных производственных операциях. Исправить такие повреждения не представляется возможным; 2. при использовании лафета на автоматизированном оборудовании, возникают сложности при перемещении лафета в положении «на боку» с использованием подающих устройств, из-за несимметричной верхней и нижней форм профиля.
Задачей заявленной полезной модели является снижение расходов на материал при использовании лафета в производстве, а также повышение эффективности производства при применении лафета в автоматизированных технологических процессах.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, представляет собой снижение количества бракованных балок по причине сколотого края продольного паза, и в упрощении оборудования и процессов, используемых для перемещения лафета на автоматизированном производстве.
Для достижения технического результата предлагается профиль лафета, в котором присутствуют плоские боковые поверхности, скругленная верхняя часть, снизу располагается продольный паз полукруглой формы, отличающийся тем, что края продольного паза имеют скругление 4 мм, а также наличием плоских площадок в верхней и нижней частях.
Деревянные дома из лафета обычно изготавливаются по норвежской технологии и имеют соответствующий вид угловых соединений, но могут быть собраны и с использованием более распространенного вида соединения, например, в полдерева.
Профиль лафета, используемый для строительства стен, появился в скандинавских станах, и применяется уже несколько веков (фиг. 1). Технология его изготовления подразумевает спиливание двух горбылей по бокам и выборку продольного паза снизу. Так как все операции производились вручную, то допуск прямолинейности продольного паза был в районе 5 мм (как по горизонтали, так и по вертикали). Для того чтобы нивелировать погрешности при изготовлении продольного паза и получить в итоге теплое здание, края паза делались заостренными (фиг. 1, местный вид А).
При дальнейшей сборке дома, когда очередная балка устанавливалась на свое место в срубе, заостренные края паза могли довольно глубоко вминаться в нижний лафет и компенсировать неровности изготовления как самого паза, так и нижнего лафета. Особенно, когда сверху монтировалась традиционная для норвежского стиля тяжелая кровля с дерном, которая дополнительно усиливала этот процесс.
Дополнительно увеличить прижатие кромок лафета можно так же посредством стяжных шпилек (патент FI20001428 - TENSIONING DEVICE FOR A LOG STRUCTURE/ стяжной элемент деревянной конструкции). Подобные устройства широко применяются при строительстве деревянных домов из профилированного бруса, оцилиндрованного бревна и других. В верхнем бревне (балке, лафете) делается упорная часть, которая фиксируется от поворота. В нижнем бревне выпиливается технологическая ниша для доступа к нижней части шпильки для последующей подтяжки. Данная конструкция имеет три основных недостатка: 1) удорожание строительства ввиду дополнительных комплектующих и работ по их монтажу (отверстия, шпильки, верхние гайки с упором и нижние - обычные); 2) необходимость организации технологических отверстий в нижних балках, а так же доступа к этим отверстиям и обеспечение периодичности протяжки шпилек; 3) на металлических элементах внутри стены появляется конденсат, который вызывает их ржавление, а так же появление плесени или гниение дерева.
У заостренного края на лафете есть как минимум один недостаток - он довольно хрупкий. Изначально дома строились сразу на своем месте, поэтому не нужно было разбирать дом для последующей перевозки, и этот недостаток не представлял большой трудности.
Все изменилось, когда появились производства, изготавливающие дома из лафета. Во-первых, дом теперь собирается как минимум два раза: один раз на производстве, второй раз у заказчика на площадке. Во-вторых, лафет чаще всего изготавливается и профилируется на одном производственном участке, и перемещается на другой для вырезания угловых соединений. Таким образом, значительно возрос риск повредить хрупкий заостренный край при погрузке или иных производственных или транспортных операциях.
Современные производства редко изготавливают лафет вручную, чаще используется оборудование для его профилирования (Logosol, Woodmizer и подобное). Даже самодельные станки на основе брендовых могут обеспечить точность прямолинейности лафета около 1 мм. Любой заводской станок гарантированно укладывается в эти нормы. При такой низкой погрешности при производстве будущих балок сруба, в заостренном крае продольного паза нет большой необходимости. Так как балки в срубе и так будут уложены точно, и продольный паз будет иметь касание по всей длине обеспечивая теплоизоляцию здания.
Данная полезная модель предполагает изготовление продольного паза с краями, имеющими небольшой радиус (около 4 мм) (фиг. 2, местный вид С). Это позволит: во-первых, получить более прочную кромку паза, которая пройдя производственный процесс, дополнительную сборку дома и транспортировку, не отколется, отправляя всю балку в брак. Во-вторых, радиусное скругление обеспечивает касание краями паза по линии, как при традиционной форме краев. Также подобный радиус на краю паза позволяет ему немного вминаться в нижний лафет и компенсировать отклонения прямолинейности до 2 мм, что укладывается в допуски оборудования.
Сравнивая данный способ герметизации соединения балок с конструкциями из профилированного бруса, можно увидеть как минимум одно отличие. У профилированного бруса касание верхней и нижней балок происходит по плоскости (плоскость-плоскость). Обеспечить герметичность такого соединения без дополнительных уплотнений и стяжных элементов невозможно по двум причинам: 1) крайне затруднительно обеспечить идеальное примыкание двух плоскостей; 2) в процессе высыхания в стене балка изгибается и одновременно скручивается, а угловое соединение в конструкциях из профилированного бруса конструктивно не обеспечивает фиксацию балок от скручивания. Поэтому для обеспечения герметичного соединения и защиты от продувания стен, в конструкциях из профилированного бруса применяется джутовая лента или иные уплотнительные элементы (патент US 8.171.683 B2).
В домах из лафета для защиты стен от продувания используются соединения линия - поверхность, что создает в точке касания лафета зону сильного прижатия с небольшой деформацией кромки паза для обеспечения герметичного соединения, даже если балки имеют отклонения прямолинейности. Второе - это норвежский замок, используемый в угловом соединении, который обеспечивает надежную фиксацию балки благодаря заклинивающему эффекту. И третье - это тяжелая кровля, которая обеспечивает прижатие всех балок сруба с большим усилием.
Вторым усовершенствованием профиля лафета является изготовление в верхней и нижней частях технологических плоскостей (фиг. 2, местные виды В и С). При использовании лафета в производственном процессе, неизбежно возникает вопрос о его перемещении внутри производственной линии или между процессами, с использование конвейерного оборудования. Из-за вытянутой формы, лафет технически удобнее перемещать на боку, и тогда слева и справа нужно использовать разную форму упоров или подающих/направляющих роликов (выпуклые со стороны паза и вогнутые со стороны верхней части). Также нужно контролировать, чтобы лафет всегда был уложен пазом в одну сторону. Такое положение вещей усложняет процесс, удорожает оборудование из-за использования разных видов фигурных роликов или упоров/прижимов (в зависимости от того, какие устройства используются на линии).
Использование лафета с технологическими площадками лишено подобных недостатков. На изображении (фиг. 3) показан пример обработки лафета на производстве. Все ролики или упоры могут иметь плоскую/цилиндрическую поверхность, быть одинаковыми, что повышает стандартизацию устройств и запчастей, упрощает их изготовление. Также не имеет значения, в какую сторону направлен паз у лафета. Даже если в процессе производства важно в какую сторону повернут паз, одни и те же устройства линии могут осуществлять операции по его перемещению или фиксации.
При монтаже лафета в сруб, технологические площадки скрыты внутри продольного паза и не влияют на внешний вид (фиг. 4).