МАГНИТНЫЙ ДЕРЖАТЕЛЬ ОПАЛУБКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Магнитный  держатель опалубки для изготовления бетонных изделий
Полезная модель относится к строительству, в частности к элементам конструкции опалубки для производства бетонных и железобетонных изделий и может быть использовано при монтаже различных металлоконструкций.
Комплексный процесс возведения монолитных конструкций включает:
- заготовительные процессы по изготовлению опалубки, арматурных каркасов, арматурно-опалубочных блоков, приготовлению товарной бетонной смеси.
- построечные процессы - установка опалубки и арматуры, транспортирование и укладка бетонной смеси, выдерживание бетона, демонтаж опалубки.
Опалубочная система - понятие, включающее опалубку и элементы, обеспечивающие ее жесткость и устойчивость, крепежные элементы, поддерживающие конструкции, леса.
Материалом опалубки служат сталь, алюминиевые сплавы, влагостойкие фанера и древесные плиты, стеклопластик, полипропилен с наполнителями повышенной плотности. Поддерживающие элементы опалубки обычно выполняют из стали и алюминиевых сплавов, что позволяет достичь их высокой оборачиваемости.
Технологичность монтажа и демонтажа опалубочных систем определяется, прежде всего, конструкцией соединительных элементов. В отечественных и зарубежных конструкциях опалубках применяют замковые соединения в виде муфты или металлического стержня с чекой и болтовые соединения. Такое решение замкового соединения требует больших усилий и значительных трудозатрат при разборке, а особенно при заклинивании. При укрупнительной сборке часто используют морально устаревшие болтовые соединения, зарубежный же опыт основан на исключении болтовых соединений.
Так известны конструкции опалубок «Фрамэко» немецких фирм «Дока», «Мева», в которых удачно решено соединение щитов опалубки между собой с помощью винтовых стяжек в единую опалубочную систему. Для этого применяют анкерные стержни с винтовой нарезкой, вставляемые в специально оставленные в каркасе опалубки анкерные втулки. Закрепление и фиксация анкерных винтов происходит с помощью специальных анкерных пластин с большой площадью прилегания к поверхности и анкерных гаек, соединенных с пластинами шарнирно в единое целое. Винтовая стяжка решена таким образом, что позволяет анкерным винтам, проходя через коническую анкерную втулку, крепить элементы каркаса даже наклонно друг к другу. Конструкция анкерной пластины обеспечивает при этом жесткое прилегание к опалубке и надежное крепление анкерных гаек. (Источник статьи: www.sbh.ru).
Основным недостатком этих конструкций является ограниченность применения, т.к. крепление опалубки рассчитано только определенного размера, поэтому они могут применяться только для одного типоразмера. Кроме того, при схватывании бетоном резьбовых соединений возникают трудности демонтажа опалубки.
Для устранения этого недостатка в качестве крепежа конструкции опалубки стали применять электромагнитные и пневматические устройства.
Известно устройство для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций с помощью устройства (авт. свид. №488900), которое содержит три электромагнита с обмотками. Через отверстие, расположенное на оси электромагнитов, проходит опорный домкратовый стержень. К торцевым частям электромагнитов жестко прикреплены зажимные устройства одностороннего действия. Между электромагнитами установлена возвратная пружина. С наружной стороны на боковой поверхности электромагнитов расположены направляющие втулки сквозь которые проходят тяги с регулировочными гайками, посредством которых устанавливают воздушный зазор между электромагнитами. Стойки жестко соединены с одним из электромагнитом и П-образной рамой, на которой укреплены щиты опалубки.
Основным недостатком конструкции является то, что электромагнитные системы требуют наличия источника питания, что при работе на взрывоопасных объектах может привести к возникновению искры, что значительно снижает пожаробезопасность во время подготовительных сварочных работ, ведет к общему удорожанию производства за счет потребления электричества.
Известно устройство на мощных постоянных магнитах для фиксация элементов опалубки при производстве ЖБК и ЖБИ, особенно сложных форм, в том числе при монолитном строительстве. Набор магнитных держателей опалубки (захватов) используют для закрепления опалубки в металлических формах или на стальной плите. В этом случае полностью отпадает необходимость в сварочных работах при креплении опалубки; резко сокращается время подготовительных операций и повышается их точность. Конструкция захватов предусматривает возможность "отключения" магнитного поля, поэтому демонтаж конструкции после застывания изделия происходит практически мгновенно. Таким же способом с высокой точностью можно позиционировать перед заливкой изделия различные закладные элементы. (С.Г.Нищук, Д.Б.Копелиович «Высокоэффективные устройства на основе постоянных магнитов для сепарации и стыковки строительных материалов и конструкций», М. »Стройиздат», 1999 г.).
Недостатком конструкции, описанной в этой статье, является то, что крепление опалубки осуществляется в углах опалубки, поэтому применять его можно только для опалубок небольших размеров, обладающих достаточной жесткостью.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому техническому решению является «каркасная система для формования бетонных изделий», которая содержит магнитные элементы (постоянные магниты, размещенные между металлическими пластинами, являющиеся проводниками магнитного поля и одновременно увеличивающими усилие магнитной системы). Высота постоянных магнитов несколько меньше высоты металлических проводников, а ширина значительно меньше, причем ширина центрального проводника в два раза шире боковых граней. В данной конструкции, магнитная система состоит из трех металлических проводников между которыми, по длине, размещено по два постоянных магнитов. Крепление магнитных элементов осуществляется четырьмя болтами с утопленными головками и гайками. Магнитная система крепится к каркасу с помощью болта и подъемных опор, к которым в исходном положении притянута магнитная система. Болт выполнен полым и в нем размещена трубка, в торце которой закреплена пластинка. Болт, практически играет роль кнопки, т.к. при нажатии на него, головка болта давит на трубку с пластинкой, опуская магнитную систему и та опускаясь притягивается к основанию опалубки, фиксируя ее рабочее положение. (Европейский патент - ЕР 1106314 В1, опубликован 16.08.2006 г). Таких магнитных держателей можно установить сколько угодно, в зависимости от размеров опалубки.
Такая конструкция позволяет точно и надежно фиксировать размеры опалубки и легко разбирается и магнитные держатели очищаются от случайно попавшего на них бетона.
Основным недостатком конструкции является то, что для возвращения магнитной системы в исходное положение необходимо приложить к головке болта значительное усилие, которое иногда приводит к поломке болта или фиксирующей пластинки, в результате магнитный держатель становится неработоспособным.
Технической задачей полезной модели является создание надежной конструкции магнитного держателя, исключающую поломку перемещающего элемента при переводе магнитной системы из рабочего положения в исходное, а также уменьшение усилия удержания магнитного держателя в исходном положении.
Технический результат достигается за счет того, что в известное устройство магнитного держателя опалубки для формования бетонных изделий, содержащего корпус (каркас) с опорами, с притянутыми к ним в исходном положении, магнитную систему, включающую постоянные магниты, размещенные в пазах между металлическими проводниками, выполненными различными по ширине, а их высота больше высоты постоянных магнитов, устройство для перемещения магнитной системы из исходного положения в рабочее, соединенное с магнитной системой резьбовыми элементами, внесены изменения, а именно:
- устройство для перемещения магнитной системы выполнено в виде втулки, имеющей фланец и буртик, ограничивающий ход пружины сжатия, размещенной внутри корпуса втулки на болте, закрепленном в центральном проводнике магнитной системы, таким образом, что торец втулки непосредственно или через дополнительный элемент контактирует с магнитной системой;
- опоры для удержания магнитной системы в исходном положении выполнены в виде ребер жесткости, таким образом, чтобы в исходном положении, с магнитной системой контактировал только центральный выступ каждого ребра.
Наличие пружины в устройстве для перемещения магнитной системы позволяет исключить поломку болта соединяющего магнитную систему с устройством перемещения ее, во время возврата магнитной системы в исходное положение.
Выполнение ребра жесткости с центральным выступом позволяет уменьшить площадь соприкосновения корпуса с магнитной системой, что позволяет оптимизировать усилие удержания магнитной системы в исходном положении и повысить жесткость самого каркаса (корпуса).
Использование дополнительного элемента, контактирующего с магнитной системой, размещаямого между втулкой и магнитной системой необходимо в том случае, когда высота корпуса держателя, а следовательно и расстояние между верхней частью корпуса и магнитной системой значительно больше необходимого для ее перемещения, чтобы не изменять конструкцию втулки, на свободную часть соединительного болта одевается трубка, соответствующего размера. Это позволяет величину перемещения магнитной системы сделать одинаковой, независимо от высоты корпуса магнитного держателя.
Конструкция полезной модели поясняется следующими иллюстрациями 1-4. На фиг.1 приведен общий вид магнитного держателя в сборе; на фиг.2 приведено рабочее положение магнитного держателя, причем передняя стенка корпуса удалена, чтобы видна была конструкция магнитной системы и ребер жесткости. На фиг.3 приведена конструкция устройства для перемещения магнитной системы и их соединение. На фиг.4 показано размещение дополнительного элемента 14 для контактирования устройства перемещения магнитной системы с ней.
На фиг.1. показаны корпус магнитного держателя 1, магнитная система 2, устройство для перемещения магнитной системы 3 и установочные болты 4.
На фиг.2 показан элемент опалубки 5,. к которому крепится магнитный держатель и конструкция магнитной системы, включающая металлические проводники 6 и постоянные магниты 7, крепление этих элементов 8, ребра жесткости 9, имеющие контактирующий выступ 10.
На фиг.3 показана конструкция устройства 3 для перемещения магнитной системы 2, которая содержит втулку 3, имеющую фланец, а диаметр корпуса ее верхней части больше нижней, образуя буртик. Для концентрации усилия, нижняя часть втулки выполнена конической. Во втулке помещена пружина сжатия 11, размещенная на болте 12 и закрепленная шайбой и гайкой (не нумерованы). Внутренняя часть втулки закрыта заглушкой 13, которая, как правило, изготавливается из немагнитного материала и предохраняет пружину от грязи. Буртик на втулке 3 является одновременно ограничителем хода устройства перемещения магнитной системы.
На фиг.4 показано размещение дополнительного элемента 14, которое используется в случае необходимости, когда высота корпуса магнигнитного держателя значительно больше оптимального перемещения магнитной системы. Он выполнен в виде втулки с высотой равной расстоянию между нижним торцем втулки 3 и. магнитной системы 2
Устройство работает следующим образом. Работник устанавливает на элементы опалубки, снабженные кронштейнами магнитные держатели с помощью установочных ботов 4, при этом магнитная система 2 удерживается в исходном положении за счет залипания на выступах 10 ребер жесткости 9. Затем элементы опалубки устанавливают таким образом, чтобы они соответствовали заданному размеру. Затем работник резко нажимает (ногой) на устройство перемещения (втулку) 3, при этом магнитная система 2 опускается вниз и притягивается к металлическому основанию опалубки, т.к. площадь притяжения ее значительно больше, чем площадь выступов 10 ребер жесткости 9, магнитная система устанавливается в рабочее положение, сжимая пружину 11 сжатия. Затем происходит заливка бетона в опалубку. После его застывания опалубка разбирается в следующем порядке: с помощью рычага, снабженного внизу вилкой, которая подводится под фланец втулки 3, к ней прикладываются усилие движением рычага вверх-вбок, до момента отрыва магнитной системы 2 от основания опалубки, при этом под действием силы притяжения магнитной системы и пружины 11, которая разжимается магнитная система 2 возвращается в исходное состояние. Магнитные держатели путем раскручивания установочных болтов, освобождаются и удаляются, а элементы опалубки легко разбираются для дальнейшего использования.
На фиг.1-3 приведен один из вариантов конструкции магнитного держателя, но возможны различные варианты исполнения его, в зависимости от конкретных условий и размеров опалубки. Например, магнитная система может быть усилена за счет количества металлических проводников, количества и магнитных характеристик постоянных магнитов. Возможна другая конструкция ребер и втулки или введение между втулкой 3 и магнитной системой 2 дополнительной втулки, как показано на рис.4, в том случае. если высота корпуса магнитного держателя превышает ход втулки 3 устройства перемещения магнитной системы.
Преимуществом предлагаемой модели является повышение надежности конструкции, т.к. исключается поломка крепежного болта, соединяющего магнитную систему 2 с устройством перемещения 3. Это вызвано тем, что при использовании рычага, усилие на крепежный болт направлено не строго вертикально, вызывая в нем дополнительную нагрузку, поэтому применение пружины дает дополнительную степень свободы. Кроме того, конструкция ребер жесткости позволяет оптимизировать силу удержания магнитной системы в исходном состоянии.
В настоящее время полезная модель прошла промышленные испытания на строительных объектах и будет широко применяться в дальнейшем, а также использоваться для сборки сложных или крупных металлоконструкций.