Настоящее изобретение относится к способу изготовления композиционных панелей на основе декоративного камня или равноценного материала, имеющего форму плоских плит, включающему в себя последовательные шаги составления пакета плит, установки пакета плит в герметичный контейнер, создания вакуума внутри контейнера, введения отверждаемого жидкого связующего внутрь контейнера, когда в нем создан вакуум, так что связующее проникает в зазоры между плитами и покрывает пакет плит, снятия вакуума с целью завершения проникновения связующего, самостоятельного или принудительного отверждения связующего с целью получения единого пакета плит в виде блока, извлечения блока из контейнера и, наконец, многократного разрезания блока с целью получения панелей.
Известный способ, содержащий наиболее близкое техническое решение, описан и проиллюстрирован в патенте США N 4 092 393.
Согласно этому известному способу формируют пакет плоских плит мрамора или другого декоративного камня. Полученный таким образом единый блок многократно разрезают перпендикулярно панелям плит для получения композиционных плит, имеющих геометрический рисунок, обусловленный контрастом различных типов исходных плит.
Целью настоящего изобретения является приложение основ этого известного способа к изготовлению композиционных панелей различных видов, начиная с уже разрезанных плит различного камня, листов усилительного материала и т.д.
Согласно изобретению эта цель достигается посредством способа, в котором пакет формируют последовательным расположением слоев, образованных декоративными плитами камня или равноценного материала, чередующимися дополнительными слоями, образованными плитами или листами, на опорном основании контейнер формируют вокруг пакета, поддерживаемого основание так, что в контейнере по крайней мере вокруг кромок слоев пакета остается периферийное пространство, текучее связующее вводят в контейнер так, что связующее полностью заполняет периферийное пространство и после отверждения образует герметичное покрытие поверхностей блока, соответствующих кромкам слоев, а окончательное многократное разрезание блока выполняют вдоль промежуточных плоскостей каких-либо слоев с целью получения панелей.
Способ согласно изобретению позволяет формировать пакет с использованием плит по существу одного размера, после того как этот размер был отобран из различных полученных размеров.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения изложены в подробном описании изобретения, содержащего ссылки на прилагаемые чертежи, выполненные только для примера, не ограничивающего объем изобретения.
На фиг.1 изображен объемный вид опорной конструкции во время подготовки к формированию пакета плит или слоев согласно первому варианту реализации; на фиг. 2 и 3 соответственно вид в плане и вид сбоку той же конструкции во время формирования пакета слоев; на фиг.4 вид сбоку, соответствующий фиг.3, но показывающий другой вариант конструкции; на фиг.5 укрупненный объемный вид, показывающий устройство для определения положения плит во время формирования пакета, предназначенное для правильного расположения плоскостей резания; на фиг.6 схематичное представление процедуры позиционирования, обеспечиваемой с помощью устройства, изображенного на фиг.5; на фиг.7 объемный вид, показывающий различные элементы контейнера во время его формирования вокруг пакета слоев; на фиг.8 вид в плане сверху контейнера, сформированного вокруг блока, и собственно блока; на фиг.9 продольное сечение по линии IX-IX по фиг. 8; на фиг. 10 сечение, соответствующее фиг.9, одного соединенного блока; на фиг. 11 часть сечения, взятого поперек плит блока, показывающего некоторые различные виды композиционных панелей, которые могут быть получены способом, являющимся предметом изобретения.
На фиг.1-3 прочная металлическая опорная конструкция обозначена в целом позицией 10. Конструкция 10 включает в себя стенки 12 основания и боковые стенки 14, неподвижно закрепленные вместе и расположенные под прямыми углами.
С целью формирования пакета слоев или плит, как будет описано ниже, две стенки 12 и 14 предпочтительно наклонены на некоторый угол альфа, равный нескольким градусам, например, с помощью гидравлических домкратов 16.
Стенка 12 основания имеет плоскую несущую поверхность 18. Боковая стенка 14 также имеет плоскую поверхность 10 со стороны поверхности 18.
При подготовке к формированию пакета слоев на опорной конструкции 10 несущую поверхность 18 предпочтительно покрывают настилом 22 из бракованных плит мрамора или другого камня с целью, которая будет изложена ниже.
Прокладки 24, предпочтительно в виде планок из дерева или другого материала, располагают в шахматном порядке на настиле 22 с целью, которая будет изложена ниже.
Другие прокладки в виде планок 26 выполнены или наложены на поверхность 20 боковой стенки 14, опять же с целью, которая будет изложена ниже.
После выполнения операций, описанных выше, собирают пакет P слоев плит L, начиная от боковой стенки 14 с первой плиты L, опирающейся на прокладочные планки 26. Конструкция плотного пакета создается и удерживается с помощью наклона вниз несущей поверхности 18 к боковой стенке 14 и с помощью наклона наружу поверхности 20 последней.
Опорная конструкция, такая, например, как обозначенная позицией 10, имеет предпочтительно такие размеры, что может вмещать плиты, имеющие наибольшую длину, встречающуюся в промышленности. Например, она может быть приспособлена для вмещения плит длиной 3,5 м и шириной 1, 55 м.
Если пакет P сложен из более коротких плит, предусмотрено, что для заполнения пространства, не занятого пакетом P в контейнере, будет использован коробообразный заполнительный элемент 28, как будет описано ниже. Опорная конструкция 10 может быть снабжена набором коробов 28 различных размеров, используемых в зависимости от длин плит.
На фиг.4 показана та же опорная конструкция 10, повернутая по отношению к фиг.3 на 90o, ее детали обозначены теми же позициями, что и на предыдущих чертежах.
В варианте реализации по фиг.4 пакет формируют последовательной укладкой слоев или плит L плоско на верхнюю поверхность друг друга, начиная от стенки 14 основания или предпочтительнее от его прокладочных элементов 26.
Преимуществом является то, что слои или, по крайней мере, наиболее тяжелые плиты L устанавливают с помощью устройства 30 с присосками 32.
В варианте реализации по фиг.4 две стенки 12 и 14 предпочтительно также наклонены так, чтобы обеспечить примыкание последовательно с накрыванием плиток или плит 22.
После формирования пакета P конструкцию 10 по фиг.4 разворачивают в положение согласно фиг.3 для заливки связующего, которое будет описано ниже.
Возвратившись к варианту реализации, показанному на фиг.1-3, заметим, что в процессе формирования пакета P на его верхнюю поверхность с интервалами предпочтительно наклеивают усилительные поперечины, обозначенные на фиг. 7 и 8 позицией 34. Эти поперечины могут быть просто выполнены из бракованных плит мрамора или другого материала, приклеиваемого к плитам во время формирования пакета. В другом варианте поперечины могут быть выполнены в виде V-образных металлических скоб, расположенных поверх двух или более последовательно установленных каменных плит.
Теперь со ссылками на фиг.5 и 6 будет описано удобное устройство для правильного позиционирования плит пакета.
На фиг. 1 и 2 схематично показаны два устройства, обозначенные позицией 36, которые во время формирования пакета P закреплены вдоль двух противоположных концов нижней стенки 12.
Каждое устройство содержит удлиненную раму 38, на которой закреплен направляющий стержень 40 и параллельный ему стержень 42 с резьбой. Устройство 38 расположено так, что два стержня 40 и 42 проходят параллельно направлению, в котором выстраивают пакет P плит L.
Устройство 38 включает в себя также планку 44, параллельную стержням и выполняющую роль неподвижной шкалы. Калибровка шкалы выполнена с помощью отверстий 46, выполненных в планке 44. Интервал калибровки, или расстояние между отверстиями 46, будет описан ниже.
Каретка 48 установлена с возможностью скольжения по двум стержням 40 и 42 и имеет внутреннюю резьбу (не показана), которая взаимодействует с нарезным стержнем 42. Вращение маховика 49 вызывает скольжение каретки 48 вдоль направляющих, образованных стержнями 40 и 42.
На каретке 48 установлена лазерная пушка 50, которая испускает лазерный луч так, что формирует световую линию 52, по существу параллельную соответствующим кромкам плит L.
С целью запирания защелкиванием в последовательно расположенные отверстия 46 на каретке 48 установлена, например, шпилька 53.
На фиг. 6 показано, что отверстия 46 расположены с шагом разрезания PT рамы для многократного разрезания, режущие детали которой (полотна, алмазные круги и т. п.) обозначены В. Промежутки PT между полотнами могут быть различными и расположены в соответствии с прорезями, которые необходимо сделать в блоке, изготовленном из пакета слоев P, и которые будут упомянуты ниже.
Плоскости резания, которые должны точно соответствовать положениям полотен В во время окончательного многократного разрезания, обозначены на фиг.6 позицией СР. Эти плоскости резания CP будут выполнены в плитах LS, которые образуют части пакета и между которыми расположены один или более промежуточных слоев JL, имеющих усиление или выполняющих в композиционных панелях другие функции.
Допустим, что формирование пакета достигло стадии установки плиты LS1, в которой намечен разрез вдоль срединной плоскости резания CP1. Плита LS1 может быть каменной или из другого материала, например, асбоцемента, как будет видно из нижеизложенного.
После того, как оператор установил плиту LS1(фиг.5 и 6), он перемещает каретку 48 посредством маховика 49 так, что шпилька 53 входит в отверстие 46, соответствующее этой плите. Затем пушка 50 испускает световой луч 52 в направлении плиты LS1. Если световая линия 52 смещена от намеченной плоскости резания CP1, например, величину Δ как показано на фиг.6, оператор учитывает эту разницу D при установке последующей плиты LS2, предназначенной для разрезания по плоскости резания CP2. Следует отметить, что ошибки D позиционирования одной плиты относительно другой обычно ничтожны (порядка 1мм) по сравнению с толщиной плиты, такой как LS1(порядка 4-5 см), так что одна ошибка резания в любом направлении от намеченной плоскости резания CP1 малозначительна.
Оператор должен помнить, что ошибку D необходимо компенсировать в следующей, предназначенной для резания плите LS2. Для компенсации ошибки оператор выбирает из имеющегося в наличии один или более промежуточных слоев JL или прокладочные листы, устанавливаемые внутри конструкции пакета имеющие такую толщину, чтобы компенсировать для следующей промежуточной плоскости резания CP1. Выбранные прокладочные листы или слои могут быть использованы для формирования части соответствующей конечной композиции панели или, как будет показано, может представлять собой расширяемые разделительные слои.
Использование луча лазера 52 позволяет не только проверить соответствие плоскости резания, например, CP намеченной позиции резания, но также проверить параллельность плиты, например, ранее установленным слоям пакета и при необходимости сделать их параллельными. Это можно выполнить с двух концов плиты предпочтительно с использованием двух контрольных устройств, показанных позицией 36 на фиг.1 и 2.
Устройство 36 удаляет перед формированием заливочного контейнера, который и будет сейчас описан.
На фиг. 7-9 показана конструкция 10, используемая как часть контейнера для заливки текучего связующего, как будет описано ниже.
Контейнер, обозначенный в целом C, выполнен в виде коробки, открытой сверху. Его стенка основания и одна из его боковых стенок образованы стенкой 12 основания и боковой стенкой 14 конструкции 10 соответственно. Другие стенки контейнера образованы двумя торцевыми стенками 54 и второй боковой стенкой 56. Эти три стенки 54 и 56 прикреплены болтами к кромкам стенок 12 и 14 и друг к другу или соединены какой-либо другой жесткой системой крепления (не показана) с промежуточной установкой уплотнительных планок *не показаны. Предпочтительно боковые стенки 56 также содержат планки или другие прокладочные элементы 58 (фиг.8), сходные с планками 26.
Наполнитель 28, если он применяется, остается в контейнере или коробке C за одной из торцевых стенок 54 для предотвращения нежелательного заполнения этого пространства связующим веществом.
Как показано на фиг.7-9, между пакетом P и всеми стенками контейнера 50 остается периферийное свободное пространство. В частности, имеется область 60 периферийного пространства между полом 24 и нижней поверхностью пакета P и боковые области 62 пространства между пакетом и боковыми стенками 14 и 56. Имеются также области 64 и 66 пространства между элементом 28 наполнителя и соответствующей торцевой стенкой 54. Области 64 и 66 периферийного пространства формируют просто аккуратным и правильным центрированием последовательно расположенных плит пакета P.
Коробка С и пакет P, установленный в ней, подвергают операции пропитки согласно методике, указанной в описании патента США N 4 013 809, к которому и следует обратиться.
В частности, блок, образованный контейнером и пакетом, сначала подвергают высушиванию и предварительному нагреву для удаления всей воды, содержащейся в материале пакета P.
Предпочтительно однако, чтобы сушка и предварительный нагрев каменных плит выполнялись до формирования пакета Р.
В этом случае может возникнуть необходимость нагрева пакета P, если пропитку, на которую будет сделана ссылка ниже, выполняют несколькими часами позже после формирования пакета, например, на следующий день.
Пропитку выполняют в автоклаве в соответствии с методикой, описанной в патентах США N 4 013 809 и 4 092 393, к которым следует обращаться за всеми подробностями.
Для простоты термин "смола" будет использован в нижеследующем описании с целью обозначения любого подходящего отверждаемого текучего продукта. Предпочтительно однако применение двухкомпонентных, так называемых термореактивных синтетических смол (эпоксидной, полиэфирной и других смол).
В любом случае имеется в виду, что пропитывающая смола имеет параметры отверждения вследствие внутреннего химического преобразования, которое по завершении заставляет ее:
прочно прилипать ко всем стенкам занимаемого пространства, за исключением неприлипающих слоев, о которых речь пойдет ниже;
приобретать механическую прочность, по существу сравнимую с прочность камня или другого материала, с которым она контактирует.
Согласно предпочтительному варианту реализации пропитывающую смолу вводят в коробку C в соответствии с описанием патента США N 4 092 393 посредством заливки сверху через проходящую распределительную систему при глубоком вакууме. При этом способе слои пакета P сильнее высушиваются, и жидкая смола дегазируется в момент подачи.
Во время заливки смола поступает во все зазоры между отдельными плитами L пакета, стекает в периферийное пространство по его боковым областям 62, 64, 66 и после поступления в нижнее пространство 60 по лабиринтному каналу, образованному планками 24, поступает в зазор между плитами L до их полной пропитки.
Введение пропитывающей жидкости прекращается, когда пакет P погружается в жидкость на глубину в несколько сантиметров, как показано позицией 70 на фиг.9.
Согласно одному из вариантов такой же контейнер, в котором установлен пакет P, может быть герметично закрыт крышкой (не показана), так чтобы работать как автоклав.
Если камень настолько компактен, что не требуется проникания смолы в малые пространства в глубине материала (глубокое проникновение), и если другие используемые листы или плиты, как описано ниже, имеют такой же вид и форму, что обеспечивают хорошее смачивание всей поверхности на стадии введения смолы-наполнителя, фактическая пропитка материалов может быть необязательна.
Однако в большинстве случаев эти условия отсутствуют, поскольку камень неизбежно имеет какие-то дефекты, раковины и т.д. так что необходима реальная пропитка. Такая пропитка достигается согласно методике, изложенной в описании патента США N 4 013 809, созданием в автоклаве (и/или в герметичном контейнере) избыточного давления, которое действует на жидкую смолу до ее отверждения и заставляет ее заполнять все полости (раковины, трещины и другие дефекты) в камне и в любом случае в других слоях.
Как указано в описании патента США N 4 013 809 повышенное давление может представлять из себя просто возврат во внутреннюю полость автоклава или контейнера атмосферного давления, приводящий к возникновению разности давлений на свободной поверхности смолы.
После отверждения смолы или другого связующего получается композиционный блок 72, показанный на фиг.10, в котором все зазоры между слоями и все раковины или полости в отдельных слоях заполнены смолой. Кроме того, блок 72 полностью заключен в слое 74 отвержденной смолы или другого связующего, который герметизирует его внутренний объем. Различные слои, находящиеся внутри блока 72, остаются, таким образом, прочно соединенные друг с другом не только смолой, которая их связывает, но также атмосферным давлением, действующим на оболочку 74, Это особенно важно, прежде всего, когда в блоке 72 имеются неклеящиеся слои, что будет показано ниже.
Преимущества настила 22, показанного на фиг.1, будут описаны теперь со ссылкой на фиг. 10. Этот настил остается связанным с нижней поверхностью блока 72, которая во время многократного разрезания будет разрезана последней, смолой или другим связующим.
В частности при использовании гранита разрезание выполняют с помощью быстроизнашиваемых полотен. Полотна больше изнашиваются в их центре, что по краям, так что они принимают криволинейную форму, как показано позицией 76 на фиг. 10. Таким образом, желательно, чтобы при достижении полотном положения, показанного позицией 76а на фиг.10 в направлении конца разреза, его концы еще входили в материал, сходный с материалом блока, и резали или пилили его ниже блока 72. Фактически этот материал образован настилом 22 и частично распиливается законцовками полотна, в то время как центральные части полотен завершают разрезание или распиловку центральной части блока 72.
Настил 22, включенный в блок 72, образует также основание блока и во время манипуляций с ним защищает его нижнюю поверхность.
Теперь со ссылкой на фиг.11 будут описаны различные возможные исполнения пакета P и панелей, которые могут быть получены из них.
На фиг. 11 оболочка для капсулы из смолы или другого связующего снова обозначена позицией 74. Плоскости резания снова обозначены буквами CP, с буквенными индексами LS плиты для разрезания.
Панели, получаемые в результате резания вдоль плоскостей CP, обозначены букваси PN с цифровыми индексами.
Усилительные слои различного вида обозначены RL. Некоторые усилительные слои, которые будут описаны ниже, обозначены RG. Разделительные слои обозначены SL.
Разделительные слои SL могут состоять из тонких, твердых или гибких листов материала, например, листа полиэтилена, имеющего такое свойство, что он не приклеивается к смоле или другому связующему. В другом случае, разделительные слои SL могут быть реальными слоями неклеящегося материала, такого как силиконовое масло, распыленное на сопрягаемые поверхности двух примыкающих плит или листов. Разделительные слои SL могут быть также расположены, например, приклеены, на одной или другой поверхности примыкающего слоя.
Усилительные слои RL могут быть образованы листами твердого материала, который предназначен для того, чтобы оставаться соединенным со слоем отделочного материала, такого как LS, в готовой композиционной панели, обозначенной PN. Усилительный слой может быть образован, например, волокнистым материалом, таким как стекловолокно, куском листового материала, возможно перфорированного, или сеткой, металлической или из другого материала. Другими материалами усилительных слоев могут быть полотна или сетки из стекловолокна или тому подобное, или листовой прокат пластика. Возможно также использование для усилительных слоев асбоцемента. В этом случае плиты, такие как LS, могут быть выполнены из асбоцемента и предназначены для разрезания вдоль плоскостей СР.
В одном частном случае усилительный слой может быть образован листом стекла RG.
Предпочтительно, как показано на фиг.11, слои, такие как RL и SL, которые не предназначены для разрезания, имеют такие размеры, что их кромки утоплены под верхней поверхностью блока В. Таким образом, между вершинами плит LS, предназначенных для разрезания, образуются зазоры, которые заполнены перемычками 78 отвержденного связующего. Это особенно эффективно, когда разрезаемые плиты LS выполнены из гранита. В этом случае разрезание выполняют со стороны верхней поверхности блока В посредством абразивного инструмента, выполненного из спекшихся металлических частиц. При отсутствии перемычек 78 спекшиеся частицы, которые покрывают всю верхнюю поверхность блока, стали бы разрушать верхние кромки слоев RL и SL, вызывая губительное "нарушение вакуума", который удерживает разделительные слои SL и примыкающие слои вместе во время разрезания вдоль плоскостей СР.
Однако разделение производят с целью получения отдельных панелей PN после разрезания или распиловки блока В вдоль плоскостей CP и после удаления оболочки из связующего материала 74.
На фиг. 11 изображены также две панели, такие как PN1 и PN2, полученные разрезанием посередине плиты LSa и отделением оставшейся части блока В посредством неклеящегося слоя SL, каждый из которых может содержать слой камня и один или более усилительных слоев RL, выполненных из одного или более вышеупомянутых материалов. Панели, такие как PN3 и PN4, получаемые разделением таким же способом, могут содержать различные виды камней.
Две панели, такие как PN5 и PN6, могут содержать каждая слой мрамора, получаемый разрезанием посередине плиты LSc, видимая поверхность которой покрыта соответствующим прозрачным слоем стекла RG. Листы такого типа изготавливали ранее достаточно сложным способом, описанным и проиллюстрированным в описании патента США N 4 467 850. Согласно этому способу прозрачный лист стекла закрепляли на каменной плите посредством листа поливинилбутираля.
Панель PN7 может включать в себя пару каменных плит LSd и LSe или каменную плиту и одну асбоцементную, неразъемно соединенные вместе посредством установки между ними одного или более усилительных слоев RL одного или более упомянутых выше типов.
На первом шаге способа формируют пакет (P) плит установкой последовательных слоев, образованных отделочными плитами камня или равноценного материала попеременно с дополнительными слоями, образованными плитами или листами, на несущем основании (10). Затем вокруг пакета (P) формируют непроницаемый для жидкости контейнер (С). По крайней мере, вокруг кромок слоев пакета (P) в контейнере оставлено периферийное пространство. Затем внутри контейнера (C) создают вакуум и подходящее отверждаемое текучее связующее, такое как термореактивная синтетическая смола, вводят внутрь контейнера, когда в нем создан вакуум, так что связующее заполняет все периферийное пространство, проникает в зазоры между плитами и покрывает пакет плит. Затем вакуум снимают для завершения пропитки связующим и проводят самостоятельное или принудительное отверждение связующего с целью образования единого пакета плит в виде блока, в котором поверхности блока, соответствующие кромкам слоев, покрыты герметичным покрытием из связующего. Блок, изготовленный таким образом, затем подвергают окончательному многократному разрезанию вдоль промежуточных плоскостей некоторых слоев с целью изготовления одной или более композиционных панелей из каждой зоны между двумя последовательными разрезами. 29 з.п.ф-лф, 11 ил.
Патент США N 4013809, кл | |||
Кипятильник для воды | 1921 |
|
SU5A1 |
Патент США N 4092393, кл | |||
Видоизменение прибора с двумя приемами для рассматривания проекционные увеличенных и удаленных от зрителя стереограмм | 1919 |
|
SU28A1 |
Авторы
Даты
1997-08-20—Публикация
1990-11-26—Подача