ЛЕГКАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ ПЛИТА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
LIGHTWEIGHT CONSTRUCTION SLAB AND METHOD OF ITS MANUFACTURING

Изобретение относится к легкой строительной плите, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, к применению легких строительных плит для создания корпуса здания, согласно ограничительной части пункта 10 формулы изобретения, и к способу изготовления легкой строительной плиты, согласно ограничительной части пункта 11 формулы изобретения.
Данное изобретение относится к области новых легких строительных плит на основе древесины, которые образованы с множеством соединенных по поверхности друг с другом слоев, которые образованы с помощью множеств одинаковых друг с другом в одном слое, однако ориентированных в различных слоях под различными углами друг к другу, прилегающих по бокам друг к другу, соединенных друг с другом своими боковыми поверхностями и снабженных множеством канавок досок, и которые используются для производства мебели, однако, в частности, для быстрого возведения простых и дешевых, в частности, дополнительно демпфирующих звук и/или шумы, возводимых простым образом с небольшими затратами на инструмент и персонал строений самого различного вида, таких как здания, хижины, сараи, выставочные павильоны и т.п.
Уже известны самые различные строительные плиты и конструктивные элементы из дерева для самых различных целей, которые выполнены с помощью множества плоско прилегающих друг к другу слоев имеющих полые пространства, в частности, канавки или т.п., досок. Относительно изготовления используемых для новых легких строительных плит снабженных канавками досок можно сослаться в качестве примера и не исключительно на патенты Австрии №№ 503236, 505486, 505855, 507231 и 508154, а также дополнительно, например, на DE 9408382 U1, соответственно, WO 95/32082 А1.
Из WO 95/32082 А1 известен деревянный конструктивный элемент с соединенными друг с другом слоями, при этом слои выполнены из досок, которые на обращенных друг к другу поверхностях имеют желобки. Доски двух непосредственно прилегающих друг к другу слоев ориентированы поперек друг друга, соответственно, диагонально. В соответствии с этим, также желобки этих обоих слоев ориентированы диагонально друг к другу. Было установлено, что в готовых деревянных конструктивных элементах могут возникать большие внутренние напряжения, которые могут вызывать в деревянных конструктивных элементах отклонения от желаемой плоской формы. Дополнительно к этому эти деревянные конструктивные элементы не достаточно эластичны и не имеют также высокой прочности, так что при одностороннем зажимании грузоподъемность до разрушения является лишь небольшой.
Задача изобретения состоит в нахождении простого решения, с помощью которого можно изготавливать по возможности не имеющие напряжений легкие строительные плиты с достаточно высокой эластичностью и высокой остаточной прочностью при сильном изгибе. В частности, должна обеспечиваться возможность применения легких строительных плит в зданиях в подвергнутых опасности землетрясения местностях.
Задача решена с помощью легкой строительной плиты с признаками пункта 1 формулы изобретения, соответственно, применения этой легкой строительной плиты для возведения корпуса здания, согласно пункту 10 формулы изобретения, и способа изготовления легкой строительной плиты по п. 11 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения указаны альтернативные, соответственно, предпочтительные варианты выполнения, которые решают другие задачи.
При решении задачи было установлено, что при максимальной свободе от напряжений, высокой эластичности и при деформации, превышающей диапазон эластичной деформации, при необходимости достижение высокой остаточной прочности, когда доски по меньшей мере одного слоя среднего пласта легкой строительной плиты на обеих сторонах, в частности, на обеих основных поверхностях снабжены первым и вторым множеством пересекающих друг друга под углами (γ) от 5 до 100°, предпочтительно от 7 до 20° канавок, при этом канавки каждого множества проходят параллельно друг другу. За счет этого обеспечивается, что на наружных сторонах этих слоев не могут образовываться длинные перемычки в направлении волокон досок. От коротких, постоянно прерывающихся зон перемычек не исходят силы напряжения, также при больших различиях влажности в легкой строительной плите.
Поскольку на этот по меньшей мере один слой среднего пласта наклеивается другой слой с открытыми к среднему пласту канавками, предпочтительно с двумя пересекающимися множествами канавок, то клеевые соединения являются узко ограниченными зонами, в которых выступающие между канавками короткие перемычки обоих соединенных слоев прилегают друг к другу. Нет имеющего большую поверхность слоя клея, который мог бы ограничивать не желаемым образом проницаемость для влаги перпендикулярно к большой наружной поверхности легкой строительной плиты. Вокруг узко ограниченных клеевых соединений при коротких перемычках имеются образованные канавками полые пространства. Когда на легкую строительную плиту воздействуют силы изгиба, то это приводит при превышении предела эластичности не к внезапному разрушению легкой строительной плиты, а происходит локальная деформация соединенных коротких перемычек в сжимаемые полые пространства. Эти небольшие внутренние деформации и разрушения, соответственно, скрещивания могут воспринимать много энергии, без разрушения легкой строительной плиты. Поэтому легкая строительная плита, согласно изобретению, также после большого поглощения энергии деформации и сопровождающего большого изгиба все еще имеет большую остаточную прочность на изгиб.
Для высокой эластичности и большой остаточной прочности важно, что слои выполняются с хорошим сцеплением. Для этого доски по меньшей мере одного слоя, однако предпочтительно всех слоев, соединены друг с другом по сторонам на их боковых поверхностях с геометрическим замыканием с помощью шпунта и гребня. Эти соединения между примыкающими друг к другу досками одного слоя обеспечивают, что слой при большой нагрузке на изгиб не разрушается вдоль соединений между досками, а прикладываемая энергия изгиба поглощается с помощью указанных выше деформаций в перемычках. Различная ориентация досок различных слоев также способствует прочности. Соединения в шпунт и гребень между досками одного слоя имеют то дополнительное преимущество, что слои после склеивания боковых поверхностей досок скорее подвергаются нагрузке, и доски слоя проходят заподлицо в одной плоскости.
С помощью комбинирования признаков изобретения достигается эффект, превосходящий сумму отдельных действий.
Предметом данного изобретения является многослойная, в своей основной форме предпочтительно удлиненная прямоугольная легкая строительная плита на основе древесины с плоско соединенными друг с другом слоями из имеющих множества параллельных друг другу канавок, соединенных по бокам друг с другом досок.
Новая многослойная легкая строительная плита характеризуется, в частности, тем, что она образована по меньшей мере с двумя слоями из имеющих совпадающую с основной формой легкой строительной плиты форму, плоско соединенных друг с другом, при необходимости через расположенный между ними промежуточный слой, с множествами ориентированных под острым углом от 25 до 60°, в частности от 30 до 45° относительно соответствующих продольных боковых поверхностей соответствующего слоя, соответственно, легкой строительной плиты, соединенных по бокам на обеих сторонах друг с другом с геометрическим замыканием через шпунт и гребень удлиненных досок, при этом
- доски каждого из обоих слоев расположены наклонно друг к другу под углом (симметрично относительно оси), соответственно, оба слоя расположены с поворотом на 180° вокруг воображаемой оси,
- доски каждого из обоих слоев на обеих сторонах снабжены множествами пересекающих друг друга под углом от 5 до 100°, в частности от 10 до 75°, параллельных друг другу канавок, и
- легкая строительная плита по меньшей мере на своих длинных, параллельных друг другу продольных боковых поверхностях имеет по меньшей мере одну соединительную канавку и один взаимодействующий с ней с геометрическим замыканием соединительный гребень для соединения на обеих сторонах с геометрическим замыканием с одинаково выполненными легкими строительными плитами.
Как указывалось выше, строительная плита в простейших случаях может содержать лишь два слоя множеств наклонно расположенных, имеющих относительно друг друга положительные и отрицательные, одинаковые по абсолютной величине углы, снабженных канавками досок, при этом существенным является то, что на досках предусмотрено не только одно (первое) множество параллельных друг другу канавок, но и другое множество параллельных друг другу канавок, которые перекрещиваются с канавками первого множества, при этом предпочтительно, когда углы перекрещивания канавок имеют указанные выше значения.
Обычно предусмотрено, что именно в случае лишь двухслойной строительной плиты она имеет по меньшей мере на одной из ее обеих наружных поверхностях слой, например демпфирующий звук и/или тепло изолирующий слой, в частности, из природного материала, такого как пробка, и что оба названных слоя строительных плит дополнительно соединены друг с другом через расположенный между ними промежуточный слой, который, в частности, также состоит из демпфирующего звук и тепло природного материала, такого как, например, пробка.
В рамках данного изобретения, в частности, относительно существенно упрощенного изготовления легких строительных плит, согласно пункту 2 формулы изобретения, особенно предпочтительно, что их слои выполнены с помощью наклонно расположенных перекрещивающихся досок, которые имеют каждая множество канавок, которые, однако, целенаправленно ориентированы по существу в направлении волокон древесины, т.е. параллельно боковым поверхностям досок, и которые пересекаются множеством других параллельных друг другу канавок.
В другом предпочтительном и часто применяемом варианте выполнения, согласно пункту 3 формулы изобретения, предусмотрено, что указанная выше строительная плита выполнена так, что с указанным в пункте 1 формулы изобретения по меньшей мере одним слоем среднего пласта плоско соединен с обеих сторон соответствующий по меньшей мере один другой слой, при этом в других слоях соединенные по бокам друг с другом длинные доски ориентированы под вторым острым углом (-β, +β) относительно продольных боковых поверхностей легкой строительной плиты, и второй острый угол (-β) досок соединенного с граничащим слоем среднего пласта слоя имеет отрицательную величину относительно первого угла (α) досок этого слоя и отличное или одинаковое абсолютное значение угла.
Кроме того, особенно предпочтительно, когда новая легкая строительная плита содержит средний пласт с тремя слоями.
Расположение пересекающих друг друга канавок на обеих сторонах образующих соответствующие слои досок, вследствие возникающего в имеющемся там воздухе эффекта смешивания обеспечивает, что ни в одной из канавок не образуется существенный и сохраняющийся на длинном пути поток находящегося в канавках воздуха, так что совсем простым образом обеспечивается, с одной стороны, эффект сильной теплоизоляции и, с другой стороны, вследствие расположения канавок, т.е. полостей, образуется строительная плита, которая отличается существенным уменьшением удельного веса, и дополнительно к этому вследствие меньшего веса обеспечивается также возможность простого и с меньшим приложением сил, т.е. без специальных подъемных инструментов, обращения с созданной так легкой строительной плитой.
Весьма существенным в этом новом виде легких строительных плит является то, что за счет простой стыковки друг с другом можно создавать в конечном итоге имеющие значительно большие размеры стенные и потолочные элементы, которые отличаются естественно также малым весом и одновременно высокой теплоизоляцией и звукоизоляцией, так что с их помощью можно возводить, в частности, строения в регионах с большими перепадами температуры между днем и ночью, а также зимой и летом, т.е. в местностях с трудными климатическими условиями.
Особенно предпочтительно, в частности, для возведения строений в областях с большой жарой и холодами, что плита образована, например, при нескольких слоях строительной плиты, из соответствующего множества плоско соединенных друг с другом, при необходимости через промежуточный слой, слоев с соединенными по бокам друг с другом, имеющими перекрещивающиеся канавки досками, которые ориентированы под углом относительно боковых поверхностей легкой строительной плиты, при этом доски соответствующих соседних, соответственно, согласованных друг с другом слоев расположены наклонно друг к другу симметрично оси, т.е. имеют, например, положительные и отрицательные углы относительно боковых поверхностей слоев.
Особенно целесообразно в рамках изобретения, когда обеспечивается, что пересекающие друг друга канавки каждой из досок образующих совместно легкую строительную плиту слоев, предпочтительно имеющих прямоугольное поперечное сечение, находятся на одинаковом расстоянии друг от друга и/или выполнены с одинаковой шириной и либо одинаковой, либо различной глубиной, и окружают одинаково большие имеющие форму параллелограмма плоские островки, при этом занимаемые канавками в целом поверхности имеют соотношение с суммой поверхностей островков от 1:2 до 2:1, в частности от 1:1,50 до 1,50:1 и предпочтительно от 1,25:1 до 1:1,25.
Соединение между слоями достигается предпочтительно с помощью клеевых соединений между прилегающими друг к другу частичными поверхностями, имеющими форму параллелограмма плоскими островками. С помощью указанных выше соотношений между занимаемыми канавками поверхностями и суммой поверхностей островков обеспечивается, что прилегающие друг к другу частичные поверхности являются достаточно большими для требуемого соединения. Поскольку клеевые соединения ограничиваются прилегающими друг к другу частичными поверхностями, через легкую строительную плиту может обеспечиваться хороший обмен влажности. Нигде нет действующего в качестве барьера для влажности сплошного клеевого слоя.
В частности, более высокую прочность имеют легкие строительные плиты, согласно изобретению, в которых одно множество канавок образовано на основных поверхностях каждой из соединенных по бокам друг с другом досок отдельных или всех слоев легкой строительной плиты с помощью параллельных друг другу канавок, которые имеют по существу совпадающее с прохождением волокон досок продольное прохождение, и при этом расположенные вдоль волокон канавки пересекаются под углом с канавками соответствующего другого множества канавок.
В другом предпочтительном варианте выполнения, по меньшей мере на одной наружной поверхности легкой строительной плиты расположен слой из досок, который лишь на направленной внутрь легкой строительной плиты основной поверхности содержит по меньшей мере одно множество канавок, однако предпочтительно два перекрещивающихся под углом от 5° до 100°, в частности от 7° до 20°, множества канавок. Предпочтительно, множество этих канавок имеет по существу совпадающее с прохождением волокон древесины досок продольное прохождение. На своей направленной наружу основной поверхности доски содержат вдоль обеих боковых линий фрезерованные краевые зоны, соответственно фаски. Когда легкая строительная плита с досками с направленными наружу фрезерованными краевыми зонами, соответственно фасками, используется в качестве стенного элемента, то фрезерованные краевые зоны, соответственно фаски, проходят в виде небольших желобков наклонно внутрь и тем самым могут отводить попадающую на соответствующую доску дождевую воду контролируемым образом в сторону, что предотвращает различное смачивание и тем самым различное обрастание, соответственно, различное окрашивание верхней и нижней зон стенки.
Было установлено, что для повышенной теплоизоляции и звукоизоляции предпочтительно, когда соединенные по бокам друг с другом доски отдельных или всех слоев по меньшей мере на одной основной поверхности имеют множество параллельных друг другу и боковым поверхностям досок канавок с различной, при предусмотрении канавок на обеих сторонах согласованной друг с другом глубиной, при этом дно канавок по ширине каждой из досок расположено непрерывно, например, волнообразно, соответственно, вдоль волновой линии, и при этом эти имеющие различную глубину канавки пересекаются с канавками другого множества.
Вследствие такого волнообразного расположения дна канавок при необходимости, что в отдельных местах пересекающие друг друга канавки достигают другую сторону досок, так что в этом месте имеется проход от одной основной поверхности к другой основной поверхности досок. Существенным эффектом волнообразного расположения дна канавок является то, что за счет этого особенно хорошо при необходимости предотвращение возможного коробления отдельных досок.
Как уже коротко указывалось выше, в частности, относительно демпфирующей способности новых легких строительных плит, особенно предпочтительно, когда по меньшей мере одна из обеих наружных поверхностей образованных с помощью плоско соединенных друг с другом досок слоев легких строительных плит плоско соединена с имеющей в большинстве случаев существенно другую толщину, чем слои из досок, наружной плитой, предпочтительно из природного изолирующего материала.
В частности, относительно простоты, быстроты и эффективности возведения, а также, в частности, стабильности и долговечности строений из образованных с помощью слоев досок с канавками легких строительных плит, согласно изобретению, например, в случае использования в развивающихся странах, существенным является другой предмет данного изобретения, а именно, плитообразный легкий конструктивный элемент, в частности, легкий стенной или потолочный элемент и, в частности, образованный с помощью множества этих элементов корпус здания, который характеризуется тем, что он образован, как указывалось выше, с помощью множества соединенных друг с другом с геометрическим замыканием на их боковых поверхностях в шпунт и гребень легких строительных плит, при этом это соединение друг с другом осуществляется с помощью по меньшей мере одной, однако предпочтительно нескольких, например, расположенных на расстоянии друг от друга и при необходимости перекрещивающихся друг с другом, соединяющих и стягивающих образующие корпус здания легкие конструктивные элементы боковых стен, промежуточных стен, пола и/или потолка, регулируемых по силе стягивания, растяжимых на несколько, предпочтительно максимально на 8 см стяжных лент. Что касается самих стяжных элементов, то в одном варианте выполнения предусмотрено, что они образованы с помощью сильной, соединяющей друг с другом оба конца ленты пружины, которая, в частности, при колебаниях, например, вследствие землетрясений, приводит к тому, что корпус здания не повреждается, поскольку обеспечивается определенная эластичность и возможность сдвига относительно друг друга стенных элементов вследствие целенаправленно ограниченной способности растяжения стяжных лент.
За счет того, что легкие строительные плиты корпуса здания не склеиваются друг с другом и их обоюдная стабильность обеспечивается соединением с геометрическим замыканием в шпунт и гребень, в случае необходимости их разборку можно выполнять без разрушения или повреждения строительных плит, а затем их сборку в другом месте, где это необходимо.
Весьма существенным преимуществом данного изобретения является то, что все необходимые для изготовления досок и тем самым конструктивных элементов вспомогательные средства, такие как станки, и подлежащие выполнению рабочие стадии являются настолько простыми, что они могут выполняться прошедшими лишь короткую подготовку рабочими, и расходы на станки являются минимальными.
Это относится в особенно сильной степени к легкой строительной плите, согласно пункту 2 формулы изобретения, доски которой имеют параллельные боковым поверхностям канавки.
Предпочтительный способ, согласно изобретению, изготовления легкой строительной плиты характеризуется тем, что
- I. отдельные доски сглаживают, соответственно, строгают по поверхности и снабжают на их обеих боковых поверхностях взаимодействующими друг с другом с геометрическим замыканием шпунтами и гребнями, затем
- IIa. множество из прилегающих по бокам друг к другу, наклонно ориентированных с положительным углом относительно продольного направления подающего пути, снабженных на боковых поверхностях элементами геометрического замыкания досок непрерывно пропускают через устройство для фрезерования канавок с двумя, предпочтительно одновременно вырезающими в обеих основных поверхностях досок параллельные друг другу наклонные канавки фрезерными валками,
-IIb. снабженные так на обеих сторонах множествами параллельных друг другу наклонных канавок доски затем снова пропускают по тому же или другому подающему пути также с прилеганием по бокам друг к другу, под одинаковым, однако отрицательным, соответственно, обратным углом между двумя вырезающими на обеих сторонах множества пересекающих сначала вырезанные канавки, параллельных друг другу, по другому наклоненных канавок фрезерными валками,
- III. снабженные так на обеих сторонах перекрещивающимися друг с другом канавками доски после, например, точечного нанесения клея в их боковые шпунты и/или на их гребни соединяют по бокам друг с другом в слой с множествами расположенных под положительным или отрицательным углом наклона относительно направления их движения по подающим путям досок,
- IV. затем, например, в более широкой направляющей выполняют прямолинейное с обеих сторон продольное обрезание краев слоя и нарезание на имеющие желаемую продольную прямоугольную основную форму легкой строительной плиты отдельные слои, после чего
- V. слои с указанными в пунктах 1–9 формулы изобретения специальными расположениями, образующими, в частности, соединение в шпунт и гребень, укладывают плоско друг на друга либо конгруэнтно, либо предпочтительно по меньшей мере с боковым параллельным сдвигом относительно друг друга, и за счет приложения давления, например, с помощью пресса (высокого давления) склеивают плоско друг с другом с образованием новой легкой строительной плиты.
Особенно предпочтительным является существенно упрощенный вариант выполнения нового способа изготовления, который характеризуется тем, что
- I. предусмотренные для изготовления слоев доски проводят параллельно направлению подающего пути по этому подающему пути, за одну единственную рабочую операцию сглаживают, соответственно, строгают по поверхности и снабжают на их обеих боковых поверхностях взаимодействующими друг с другом с геометрическим замыканием элементами, а именно, шпунтом и гребнем, в их расположенных на обеих сторонах, соответственно, обеих основных поверхностях выполняют, соответственно, фрезеруют соответствующее множество параллельных друг другу, проходящих также параллельно боковым поверхностям досок, при необходимости имеющих при волнообразном прохождении по ширине досок различную глубину канавок 3, затем
- II. в снабженных так на обеих сторонах множествами параллельных боковым поверхностям досок канавок досках отрезают под углом наклонные концы, и имеющие наклонно срезанные концы, снабженные на обеих сторонах канавками доски под тем же углом, с боковым прилеганием друг к другу пропускают по другому подающему пути под (указанным) углом между двумя, вырезающими параллельные боковым поверхностях досок, пересекающиеся под углом канавки, расположенными на обеих сторонах фрезерующими канавки валками,
- III. снабженные так на обеих сторонах пересекающимися друг с другом канавками доски после, например, точечного нанесения клея в их боковые шпунты и/или на их гребни, соединяют по бокам друг с другом в слои с множествами расположенных наклонно под углом относительно направления их движения по подающим путям досок,
- IV. на основные поверхности подлежащих соединению друг с другом слоев наносят полимерный клей, а на их другую основную поверхность наносят полимерный отвердитель, и затем
- V. слои с указанными в пунктах 1–9 формулы изобретения специальными расположениями, образующими, в частности, соединение в шпунт и гребень, укладывают плоско друг на друга либо конгруэнтно, либо предпочтительно по меньшей мере с боковым параллельным сдвигом относительно друг друга, и за счет приложения давления, например, с помощью пресса (высокого давления) склеивают плоско друг с другом с образованием новой легкой строительной плиты.
Что касается нового способа изготовления, а также предпочтительно изготовленных так легких строительных плит, то изготовление можно выполнять непосредственно на месте, т.е., например, в области катастрофы или землетрясения, без больших затрат с использованием прошедших короткое обучение рабочих без специально обученного персонала, что особенно предпочтительно в странах с небольшими ресурсами и, в частности, при повышенной или высокой опасности со стороны природных явлений.
Ниже приводится более подробное пояснение изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 – четыре слоя с прилегающими по бокам друг к другу досками с расположенными на обеих сторонах, перекрещивающимися друг с другом канавками, в разнесенной изометрической проекции;
фиг. 2 – одна из образующих новые легкие строительные плиты досок, на виде сверху;
фиг. 3 – разрез специально выполненной строительной плиты с находящимися на одной из ее обеих основных поверхностей канавками с различной глубиной дна канавок,
фиг. 3а – разрез по-другому выполненной доски;
фиг. 4 – часть соответствующей изобретению, образованной с помощью четырех слоев прилегающих друг к другу досок легкой строительной плиты, при этом показаны шпунты и гребни для соединения с другими легкими строительными плитами;
фиг. 5 – соединение легких строительных плит, согласно изобретению, в корпус здания и удерживание их вместе с помощью используемых в соответствии с изобретением стяжных лент;
фиг. 5а – стягивание здания с помощью нескольких стяжных лент,
фиг. 6 – схема нового и само по себе относительно простого способа изготовления имеющих канавки досок и образованных из них новых легких строительных плит, согласно изобретению;
фиг. 7 – сравнительно еще более простой предпочтительный вариант выполнения способа изготовления, согласно изобретению;
фиг. 8 – возможный, конкретно предпочтительный вариант выполнения предусмотренной, согласно изобретению, стяжной ленты;
фиг. 9 – часть слоя с выступающими перемычками в виде поверхностей в форме параллелограмма между двумя множествами канавок, на виде сверху;
фиг. 10 – поверхности для нанесения клея между двумя прилегающими друг к другу перемычками двух соединенных слоев, согласно фиг. 9,
фиг. 11а–11е – слои легкой строительной плиты, в изометрической проекции; и
фиг. 12 и 13 - легкие строительные плиты с тремя, соответственно, пятью слоями, согласно фиг. 11а–11е.
На фиг. 1 показаны в разнесенной изометрической проекции четыре слоя 01, 02, 03 и 04 строительной плиты 100, согласно изобретению, при этом эти слои образованы досками 2, которые расположены наклонно относительно боковых поверхностей, соответственно, боковых сторон указанных слоев, соответственно, строительной плиты 100 и снабжены на обеих сторонах перекрещивающимися друг с другом канавками 3, 3'.
Каждые два относящихся друг к другу и тем самым защищенных от коробления слоя 01, 02, а также 0,3 и 04 новой строительной плиты 100 образованы с помощью досок 2, которые ориентированы наклонно относительно боковых краев слоев, однако при этом доски соответствующих относящихся друг к другу слоев 01, 0,2, а также 03, 04 расположены наклонно друг к другу с поворотом вокруг оси А1 на 180°, т.е. доски слоя 01 ориентированы под углом +α, а доски слоя 02 под углом –α относительно их боковых краев, соответственно, боковых поверхностей 200, 200', а доски слоя 03 ориентированы под отрицательным углом -β, и доски слоя 04 под положительным углом +β относительно соответствующих боковых краев указанных слоев.
Обе основные поверхности указанных слоев и их доски 2 обозначены позициями 205 и 205' и образуют совместно показанную на фиг. 1 систему из четырех слоев легкой строительной плиты 100, согласно изобретению, при этом в данном случае оба слоя 01 и 02 образуют средний пласт Ml, и, кроме того, может быть предусмотрено, что между этими обоими слоями 01 и 02 расположен промежуточный слой 001 из пробки, и при этом, естественно, дополнительно между слоями 01 и 02, а также 03 и 04 может быть расположен такой промежуточный слой и, кроме того, естественно, на наружной стороне, т.е. на передней наружной поверхности 205 строительной плиты 203 и на внутренней наружной поверхности 205' строительной плиты 04 может быть расположен другой (наружный) слой, например, для нанесения штукатурки или же изолирующего слоя, например, из пробки.
Естественно, может быть предусмотрено любое другое расположение и количество слоев новой легкой строительной плиты, когда необходимо лишь обеспечивать, что соответствующие взаимодействующие друг с другом слои имеют расположенные наклонно относительно друг друга с одинаковым положительным и отрицательным углом множества досок.
На фиг. 2 показана, при остающихся одинаковыми позициях, одна из используемых в новой легкой строительной плите 100 досок 2, которые при расположении рядом друг с другом образуют соответствующий один из слоев 01–04. Показано, что соответствующие боковые поверхности 200, 200' досок 2 снабжены в данном случае правым прямоугольным шпунтом 202 и левым, входящим с геометрическим замыканием в этом шпунт 202 гребнем 202', при этом стороны 205, 205' досок снабжены перекрещивающимися друг с другом канавками 3, 3'.
Канавки 3, 3' предпочтительно имеют прямоугольную форму поперечного сечения и образуют между ними соответствующие имеющие форму параллелограмма, соответственно, ромба островки 30 с соответствующими углу перекрещивания острыми углами γ. Следует отметить, что доски 2, естественно, могут иметь предназначенные для геометрического замыкания шпунты и гребни 202, 202' не только на своих боковых поверхностях 200, 200', но также на своих коротких, особо не обозначенных концевых поверхностях.
На фиг. 3 показано, при сохранении обозначений одинаковыми позициями, поперечное сечение одной из образующих в целом слои 01–04 досок 2, при этом имеющие здесь прямоугольную форму поперечного сечения канавки 3, 3' показаны как на верхней, так и на нижней стороне доски 2. Расположенные на нижней стороне 205' канавки 3 или 3' выполнены в виде множества ориентированных параллельно продольным боковым поверхностям и параллельно друг другу канавок, и они пересекаются другим множеством не изображенных канавок. Канавки 3 или 3' нижней стороны 205' имеют различную друг от друга глубину tn, при этом эти основания канавок выполнены вдоль непрерывной волновой линии с различной глубиной поперек доски 2.
На фиг. 3а показан, при остающихся одинаковыми позициях, предпочтительный вариант выполнения вырезанных параллельно друг другу и боковым поверхностям 200, 200' досок 2 слоев 01–04 в их обеих основных поверхностях 205, 205' канавок 3, при этом глубина канавок в верхних и нижних канавках согласована и является различной с образованием волновой линии по ширине доски 2. Эти множества параллельных боковым поверхностям досок канавок 3 пересекаются под углом не изображенными множествами расположенных на каждой из сторон 205, 205' параллельных друг другу канавок 3', при этом эти наклонные канавки 3' также проходят параллельно друг другу на обеих сторонах 205, 205' доски 2.
На фиг. 4 показана, при остающихся одинаковыми позициях, верхняя зона легкой строительной плиты 100, согласно изобретению, в целом с четырьмя плоско соединенными друг с другом слоями 01-04, которые, как показано на одном из слоев, образованы с помощью наклонно ориентированных, соединенных по бокам друг с другом досок 2, при этом эти доски 2 имеют на обеих сторонах перекрещивающиеся друг с другом канавки 3, 3'. Слои 01–04 расположены с боковым сдвигом относительно друг друга и образуют таким простым образом по меньшей мере один соединительный шпунт 102 и гребень 102' и т.д., за счет чего обеспечивается возможность чрезвычайно стабильного соединения этих слоев и тем самым строительной плиты 100 с двумя следующими, примыкающими с обеих сторон одинаковыми строительными плитами 100, без необходимости бокового склеивания их друг с другом.
На фиг. 5 показана, при остающихся одинаковыми позициях, часть строительного корпуса 10, который образован из соединенных друг с другом с геометрическим замыканием удлиненных легких строительных плит 100, которые образованы с помощью множеств наклонно расположенных по длине досок 2, и при этом эти доски имеют на обеих сторонах перекрещивающиеся друг с другом канавки 3, 3'. Этот строительный корпус 10, имеющий в данном случае квадратную четырехугольную форму, соединен не с помощью бокового склеивания друг с другом строительных плит 100, а с помощью расположенной вокруг строительного корпуса 10, целенаправленно стягиваемой натяжной ленты 150, которая в свою очередь снабжена на своей длине пружиной и обеспечивает возможность определенного сдвига, например, вызванного расширением или усадкой древесины вследствие изменяющейся влажности или в случае землетрясения определенного небольшого сдвига строительных плит 100 относительно друг друга, без последствий или даже разрушения за счет этого строительного корпуса 10.
На фиг. 5а схематично показана стяжка, согласно изобретению, здания с двухскатной крышей, при этом наложены и стянуты три стяжные ленты 150, например, вертикально через нижнюю плиту 81, два лежащих противоположно друг другу элемента 82 боковой стенки и оба плоских элемента 83 крыши, и две стяжные ленты 150 удерживают боковые стенки, при этом для каждого из отдельных проложенных над кромками участков стяжной ленты для каждого из плоских элементов здания предусмотрен отдельно регулируемый в зависимости от ожидаемых нагрузок, например, в случае землетрясения, стяжной элемент 9.
На фиг. 6 показан, при остающихся одинаковыми позициях, простой и без проблем выполняемый на месте способ изготовления подробно поясненной выше легкой строительной плиты 100, при этом предусмотрено, что на стадии IIa множество из прилегающих по бокам друг к другу, наклонно ориентированных с положительным углом относительно продольного направления подающего пути (6), снабженных перед этим на стадии I на обеих боковых поверхностях шпунтом и гребнем для геометрического замыкания досок (2), непрерывно пропускают через устройство (61) для фрезерования канавок с двумя, предпочтительно одновременно вырезающими в обеих основных поверхностях (205, 205') досок (2) параллельные друг другу канавки (3) фрезерными валками (62, 62'), что в другой стадии
– IIb. снабженные так на обеих сторонах множествами перекрещивающихся друг с другом, параллельных друг другу канавок (3) доски (2) затем снова пропускают по тому же или другому подающему пути (6') также с прилеганием по бокам друг к другу, под одинаковым, однако отрицательным, соответственно, обратным углом между двумя вырезающими на обеих сторонах множества пересекающих сначала вырезанные канавки, параллельных друг другу канавок (3') фрезерными валками (62, 62'), что на стадии
- III. снабженные так на обеих сторонах перекрещивающимися друг с другом канавками (3, 3') доски (2) после, например, точечного нанесения клея (К) в их боковые шпунты (202) и/или на их гребни (202') соединяют по бокам друг с другом в слой (04, 02, 01, 03) с множествами расположенных под положительным или отрицательным углом наклона относительно направления их движения по подающим путям (6, 6') досок (2), что затем в другой стадии
- IV., например, в более широкой направляющей (60) выполняют предпочтительно прямолинейное с обеих сторон продольное обрезание (7) краев слоя и нарезание на имеющие желаемую продольную прямоугольную основную форму легкой строительной плиты (100) отдельные слои (01–04), после чего на стадии
- V. на одну из основных поверхностей (205, 205') каждого из слоев (01–04) наносят полимерный клей (Pk) и на соответствующую другую основную поверхность (205', 205) наносят полимерный отвердитель (Ph), и что после этого на стадии
- VI. слои (01–04) с указанными в пунктах 1–9 формулы изобретения расположениями, образующими, в частности, соединение в шпунт и гребень, укладывают плоско друг на друга либо конгруэнтно, либо, как показано здесь, предпочтительно по меньшей мере с боковым параллельным сдвигом относительно друг друга, и за счет приложения давления (Р), например, с помощью пресса (высокого давления) склеивают плоско друг с другом с образованием новой легкой строительной плиты (100).
На фиг. 7 показан схематично, при сохранении используемых для обозначения позиций, особенно предпочтительный в рамках изобретения, экономящий затраты труда, рабочие стадии и оборудование вариант выполнения способа изготовления также особенно предпочтительных новых легких конструктивных элементов 100, раскрытых в пункте 2 формулы изобретения, при этом предусмотрено, что
- I. предусмотренные для изготовления слоев (01, 02, 03, 04) доски (3) проводят параллельно направлению подающего пути (6) по этому подающему пути (6), за одну единственную рабочую операцию сглаживают, соответственно, строгают по поверхности и снабжают на их обеих боковых поверхностях взаимодействующими друг с другом с геометрическим замыканием элементами, а именно шпунтом (202) и гребнем (202'), на их расположенных на обеих сторонах, соответственно, обеих основных поверхностях (205, 205') выполняют, соответственно, фрезеруют соответствующее множество параллельных друг другу, проходящих также параллельно боковым поверхностям (200, 200') досок (2), соответственно, проходящих в соответствии с прохождением волокон древесины (vf) канавок (3), соответственно, при необходимости имеющих при волнообразном прохождении по ширине досок (2) различную глубину (tn) канавок 3,
- II. в снабженных так на обеих сторонах множествами параллельных боковым поверхностям досок канавок (3) досках (2) отрезают затем под углом наклонные концы, и эти имеющие наклонно срезанные концы, снабженные на обеих сторонах канавками (3) доски (2) под тем же углом, с боковым прилеганием друг к другу пропускают по другому подающему пути (6') под (указанным) углом (α) между двумя, вырезающими пересекающие параллельные боковым поверхностям канавки (3) под углом канавки (3'), расположенными на обеих сторонах фрезерующими канавки валками (62, 62'),
- III. снабженные так на обеих сторонах перекрещивающимися друг с другом канавками (3, 3') доски (2) после, например, точечного нанесения клея (К) в их боковые шпунты (202) и/или на их гребни (202) соединяют по бокам друг с другом в слои (01, 02; 01, 02) с множествами расположенных наклонно под углом относительно направления их движения по подающим путям досок (2), затем
- IV. на основные поверхности (205, 205') подлежащих соединению друг с другом слоев наносят полимерный клей, а на их другую основную поверхность (205', 205) наносят полимерный отвердитель, и затем
- V. слои (01–04) с указанными в пунктах 1–9 формулы изобретения специальными расположениями, образующими, в частности, соединительные шпунты (102) и гребни (102'), укладывают плоско друг на друга либо конгруэнтно, либо предпочтительно по меньшей мере с боковым параллельным сдвигом относительно друг друга, и за счет приложения давления (Р), например, с помощью пресса (высокого давления) склеивают плоско друг с другом с образованием новой легкой строительной плиты (100).
На фиг. 8 показана одна из возможностей для выполнения стяжных элементов 9 стяжных лент 150, с помощью которых обеспечивается возможность регулирования по отдельности силы натяжения подлежащих натяжению вокруг строительного корпуса 10 по его кромкам и поверхностям стяжных лент 150.
С обоими концами отдельных участков стяжной ленты 150 соединен снаружи корпус 90 пружины, например, с помощью заклепок или сварки. Между корпусами 90 расположена снабженная пальцем 94 с правой резьбой и пальцем 94' с левой резьбой, соединенная с ними в виде единого целого средняя гайка 95, и стяжные пальцы 94, 94' предназначены для ввинчивания в обе соединенные с корпусом 90 стяжные гайки 92 с правой и левой резьбой 941, 942, и тем самым находящиеся в корпусе 90 пружины 93 могут более или менее натягивать стяжную ленту 150.
На фиг. 9 показана часть слоя 01 среднего пласта Ml, при этом участки двух досок 2 соединены на боковых поверхностях 200, 200' с геометрическим замыканием с помощью шпунта 202 и гребня 202'. Доски 2 этого слоя 01 на обеих основных поверхностях 205 (205') снабжены первым и вторым множеством из перекрещивающихся друг с другом под углом γ канавок 3, 3', при этом канавки каждого множества проходят параллельно друг другу, и предпочтительно расстояния между канавками и ширина канавок для каждого множества имеют по существу постоянное значение. В показанном примере выполнения первое множество канавок 3 ориентировано параллельно боковым поверхностям 200, 200' досок 2. Таким образом, угол γ соответствует углу между боковыми поверхностями 200, 200' и ориентацией второго множества канавок 3'. В показанном примере выполнения угол γ=10°.
Между канавками 3, 3' образованы островки 30 с имеющей форму параллелограмма поверхностью. Величина и, в частности, длина этих островков 30 зависит от расстояния между соседними канавками 3, 3' каждого из обоих множеств, а также от угла γ между направлениями обоих множеств канавок 3, 3'. При уменьшающемся от 90° угле γ увеличивается длина островков 30, при этом угол между направлением наибольшей длины островков и боковыми поверхностями 200, 200' уменьшается. При малых углах γ, например 10°, островки являются участками перемычек, которые проходят приблизительно в направлении боковых поверхностей 200, 200'. При заданном расстоянии между канавками, желаемую длину участков перемычки можно устанавливать посредством выбора угла γ.
При приближении угла γ к 90°, островки становятся прямоугольными, и длина и ширина соответствуют расстоянию между канавками каждого из множеств. Когда угол γ изменяется от 90° до 100°, то прямоугольники переходят снова в слегка удлиненные параллелограммы, при этом они образованы зеркально симметрично относительно параллелограммов при углах γ меньше 90°.
На фиг. 10 показаны зачерненные соединительные клеевые поверхности, соответственно клеевые соединения 30а, которые возникают, когда поверхности двух слоев 01, 02, согласно фиг. 9, соединяются друг с другом с помощью клея с заданной относительной ориентацией, при этом клеевые соединения 30а изображены лишь там, где находятся в контакте друг с другом через клеевые поверхности зоны островков 30 обоих слоев 01, 02. Второй слой 02 повернут относительно первого слоя 01 на угол 2α, в соответствии с этим, между боковыми поверхностями 202 первого слоя 01 и боковыми поверхностями второго слоя 202 лежит также угол 2α. Изображенная в угле 2α биссектриса соответствует оси А1, которая проходит параллельно продольным боковым поверхностям легкой строительной плиты. Соответственно, доски 2 первого и второго слоя 01, 02 ориентированы с первым острым углом –α, соответственно, +α относительно оси А1, соответственно, продольных боковых поверхностей легкой строительной плиты. В показанном варианте выполнения величина угла α=52°, и тем самым угол между досками 2 обоих слоев 01, 02 составляет 104°.
Клеевые соединения 30а являются узко ограниченными зонами выступающих противоположно друг другу островков 30. Между направлениями наибольшей длины островков 30а обоих слоев 01, 02 в показанном варианте выполнения лежит угол 114°. Когда перекрещивающиеся канавки 3' первого и второго слоя противоположны друг другу, т.е. ориентированы с углом γ=-10° и с углом γ=+10° относительно соответствующих боковых поверхностей 200, 200', то угол между направлением наибольшей длины островков 30 обоих слоев 01, 02 составляет 84°. Направления наибольшей длины островков 30 обоих слоев 01, 02 можно выбирать так, что они проходят по существу перпендикулярно, соответственно поперек друг друга. При выбранной длине островки 30 первого слоя 01 перекрывают по существу восемь островков 30 второго слоя 02. За счет клеевых соединений 30а островки обоих слоев 01, 02 образуют совместно своего рода соединительную решетку, соединительная длина которых может быть выбрана с помощью длины островков 30.
Вокруг узко ограниченных клеевых соединений 30а при коротких островках 30, соответственно, перемычек имеются образованные канавками 3, 3' полые пространства. Когда на легкую строительную плиту действуют силы изгиба, то они приводят при превышении предела эластичности не к внезапному разрушению легкой строительной плиты, а лишь локально деформируются соединенные островки 30 в сжимаемые полые пространства канавок 3, 3'. Эти небольшие внутренние деформации и разрывы, соответственно, перекрещивания могут воспринимать очень много энергии без поломки легкой строительной плиты. Поэтому легкая строительная плита также после восприятия большой энергии деформации и сопровождающего его сильного изгиба все еще имеет большую остаточную прочность. Указанная решетчатая структура может быть выбрана с помощью углов γ, α и расстояния между канавками так, что она во всех направлениях обеспечивает аналогичные характеристики эластичности, стабильности и деформации.
На фиг. 11а–11е показаны доски 2 для трех, соответственно, пяти слоев легкой строительной плиты 100, согласно фиг. 12, соответственно 13. Все доски 2 содержат шпунт 202 и гребень 202' на соответствующих боковых поверхностях и тем самым для всех слоев легкой строительной плиты 100. Доски 2 примыкающих друг к другу слоев ориентированы под углом 2α относительно друг друга.
На фиг. 11а и 11е показана соответствующая доска 2 для одной наружной поверхности легкой строительной плиты 100, при этом эти доски 2 лишь на направленной внутрь легкой строительной плиты 100 основной поверхности содержат два множества перекрещивающихся друг с другом канавок 3, 3'. Одно множество канавок 3 имеет по существу совпадающую с прохождением волокон древесины, соответственно, боковых поверхностей досок продольную длину. На своей направленной наружу легкой строительной плиты 100 основной поверхности эти доски 2 имеют фрезерованные вдоль обеих боковых линий краевые зоны, соответственно фаски 2а.
На фиг. 11b–11d показана соответствующая доска 2 для одного слоя среднего пласта Ml легкой строительной плиты 100. Эти доски 2 на обеих основных поверхностях содержат два множества перекрещивающихся друг с другом канавок 3, 3'. Одно множество канавок 3 имеет по существу совпадающую с прохождением волокон древесины, соответственно, боковых поверхностей досок 2 продольную длину.
Легкая строительная плита 100, согласно фиг. 12, выполнена из трех и плита, согласно фиг. 13, состоит из пяти слоев с указанными выше досками 2. Соответственно, средний пласт Ml легкой строительной плиты, согласно фиг. 12, содержит лишь один слой, а средний пласт, согласно фиг. 13, содержит три слоя. Фаски 2а проходят в виде небольших желобков наклонно относительно продольных боковых поверхностей легких строительных элементов.