构造元件
阅读说明：本技术 构造元件 (Constructional element ) 是由 加布里埃尔·拉卡托斯 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种构造元件(10),该构造元件包括框架(1)和块体(2),块体在受到外力时能在框架(1)中滑动。块体(2)因此可以在形成榫眼的两个叠置的框架(1)之间形成榫。侧向固定在一起的多个构造元件(10)形成模块(100),该模块可以以从一个水平偏移到另一个水平的方式进行组装以形成壁。(The invention relates to a construction element (10) comprising a frame (1) and a block (2) which can slide in the frame (1) when subjected to an external force. The blocks (2) can thus form a tenon between two superposed frames (1) forming a mortise. A plurality of construction elements (10) laterally fixed together form a module (100) which can be assembled in a manner offset from one level to another to form a wall.)
技术领域
本发明涉及一种构造元件，该构造元件使得能够例如构造出壁或竖直面板。
背景技术
文献US3885363A描述了一种构造元件，该构造元件包括放置在混凝土框架的空腔中的预成型的绝缘插入物。这种构造元件可以用于例如通过用砂浆组装构造元件来构造壁。这种组装需要精确以确保构造元件正确对准以及精确放置砂浆的时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种易于快速组装并且不需要砂浆的构造元件。
本发明提供了一种构造元件，该构造元件包括：
·框架，该框架包括空腔，该空腔通过上开口和下开口打开，以及
·块体，该块体被布置成在外部压力的作用下沿第一方向在空腔中移动，
并且在没有外部压力的情况下保持至少部分地阻挡在空腔中，
其中，该块体的上端部适于接合空腔的上开口，并且适于接合空腔的下开口。
在本发明中，当两个框架叠置使得空腔对准时，块体的上端部可接合在上框架的空腔中，而块体的下端部可接合在下框架的空腔中。因此，块体本身用作在构造元件和第二相同构造元件之间用于固定和对准的装置。因此，没有必要将砂浆放置在两个叠置的构造构件之间。
由于当没有除重力以外的力施加在块体上时，块体被阻挡在空腔中，因此两个叠置的构造元件之间的固定特别牢固。两个框架可被认为紧密地固定在块体上。
块体可以在框架中移动的事实为块体相对于框架的相对位置提供了灵活性。另外，这使得能够在运输期间将每个块体尽可能地推入框架中，以减小运输体积，并且在运输期间以及在构造之前在构造场地上，该块体至少部分地受到框架的保护。
当块体没有在第一方向上受到压力时，该块体通过侧向机械压缩而保持锁定在空腔中，但是当块体在第一方向上受到外部压力时，该块体相对于框架移动。该块体被设计为紧密地插入空腔中。优选地，当用构造元件构造壁时，第一方向是竖直方向。
块体可以例如由可压缩材料制成或具有使得能够在压力下移动并在没有压力的情况下阻挡的表面结构。
块体使得力的作用引起该块体在空腔中滑动，但是如果块体没有受到除重力以外的力，则该块体固定不动地楔入在空腔中。优选地，人力足以使块体滑入框架中。
为了本文的目的，“外部压力”是足以使块体在空腔中移动的压力。对应于外部压力的力大于重力，使得当块体仅受到重力的作用时，块体保持为由框架固定。优选地，外部压力是沿第一方向的压力。
优选地，构造元件被布置成重量小于20kg，更优选地小于15kg。例如，一个300mm×300mm×300mm构造元件的原型，其中框架由OSB制成并且膨胀的聚苯乙烯块体约为4kg。
优选地，框架是由平行于第一方向的多个平直面板形成的物体，以便在垂直于第一方向的任何方向上界定空腔。例如，每个面板可以由板形成。优选地，框架在其外表面上没有凹槽。
空腔被设计成使得块体能够从其下端部滑动到其上端部。
例如，框架的高度可以介于100到800mm之间，优选地大约300mm。例如，框架的深度可以介于100到800mm之间，优选地大约300mm。例如，框架的宽度可以介于100至800mm之间，优选地大约300mm。框架的面板的厚度例如介于10到30mm之间，优选地大约18mm。框架可以例如是立方的。
框架的一个功能是提供壁的外面板。框架还使得能够将多个构造元件永久固定在一起，以形成可以彼此拆卸的模块。因此，壁可以通过放置彼此偏移(例如交错)的模块来构造。
优选地，框架由隔热材料制成。
优选地，空腔的上开口位于框架的上端部，并且空腔的下开口位于框架的下端部。优选地，空腔的上开口与空腔的下开口相同。
优选地，块体是固体和填充物。优选地，块体由均质且各向同性的材料形成。块体是隔热的。例如，块体可以由膨胀的聚苯乙烯、石墨化的膨胀聚苯乙烯或聚氨酯泡沫制成或包括膨胀的聚苯乙烯、石墨化的膨胀聚苯乙烯或聚氨酯泡沫。块体可以例如由杨氏模量大于1.0GPa，优选地介于2.0到4.0GPa之间，更优选地介于2.5到3.5GPa之间的一种或多种材料制成。当块体部分地接合在框架的空腔中时，该块体足够坚硬以阻挡框架。优选地，块体由阻燃材料制成。
优选地，块体在框架的所有侧面板之间延伸，以便与框架接触。优选地，当块体部分地容纳在两个叠置的框架中时，块体使得该块体在两个框架的所有侧面板之间延伸，以便与框架接触。
优选地，块体的高度等于框架的高度。
优选地，块体在形成三角形、矩形或正方形的表面的多个部分之间侧向延伸。优选地，这些表面部分包括旨在与空腔的内表面接触的平坦部分和用于在块体的上端部形成倒角的凹陷部分。
例如，块体的高度可以介于100到800mm之间，优选地大约300mm。例如，块体的深度可以介于100到800mm之间，优选地大约263mm。例如，块体的宽度可以介于100至800mm之间，优选地大约263mm。优选地，块体的宽度等于该块体的深度。
块体的一个功能是形成互锁布置的凸出部分，而框架形成凹入部分。块体的另一个功能是提供出色的隔热和隔音效果。
在本发明的一个实施例中，空腔和块体使得该块体可以通过空腔的下开口进入空腔并且可以通过空腔的上开口离开。
因此，可以将块体从空腔完全滑出。
在本发明的一个实施例中，当块体在空腔的外部时所测量的空腔的至少一个侧向范围与对应的块体的侧向范围之间的差值的绝对值小于3mm，优选地小于2mm，更优选小于1mm。
换言之，块体的侧向范围可以小于、大于或等于空腔的侧向范围，但这两个范围之间的差值优选地小于3mm、2mm或1mm。
因此，该块体旨在以特别紧密的配合插入空腔中。
为了本文件的目的，元件的“侧向范围”可以是例如该元件的长度、宽度、深度。由于块体旨在被至少部分地接合在空腔中，则块体的侧向范围通常对应于空腔的侧向范围：例如，块体的宽度对应于空腔的宽度并且块体的深度对应于空腔的深度。
块体的侧向范围与对应的空腔的侧向范围之间的差值的绝对值优选地小于块体的侧向范围的1％，更优选地小于块体的侧向范围的0.5％。
块体可以在侧向上充分可压缩，使得当块体被至少部分地接合在空腔中时，该块体的侧向范围减小。
在本发明的一个实施例中，当块体在空腔的外部时所测量的空腔的宽度与块体的宽度之间的差值的绝对值小于3mm，优选地小于2mm，更优选小于1mm，和/或当块体在空腔的外部时所测量的空腔的深度与块体的深度之间的的差值绝对值小于3mm，优选地小于2mm，更优选小于1mm。
在本发明的一个实施例中，块体的上端部被倒角和/或块体的上端部的角部被倒圆。
该倒角使得可以减小块体在其上端部的宽度和/或深度，使得块体可以通过框架的下开口容易地引入空腔中，特别是如果在空腔的外部的块体的侧向尺寸接近对应的空腔的侧向尺寸。例如，倒角可以为大约1cm。
在本发明的一个实施例中，框架包括侧向界定空腔的侧面板，并且当块体至少部分地阻挡在空腔中时，该块体旨在与框架的所有侧面板机械接触。
这确保了特别牢固的阻挡和特别良好的隔热，因为块体的隔热效果延伸遍及构造元件的整个宽度和深度。优选地，块体与所有侧面板的机械接触占空腔中的块体的高度的至少50％或80％。
在本发明的一个实施例中，框架的高度基本上等于块体的高度。为了本发明的目的，优选地，物体的“高度”是物体的下端部和上端部之间的最大距离。
在本发明的一个实施例中，框架和块体在垂直于第一方向的平面上具有多边形、六边形、矩形、三角形或正方形的截面。优选地，框架和块体的水平截面为矩形，更优选地为正方形。
在本发明的一个实施例中，空腔由平行于第一方向的平坦表面界定。
因此，界定空腔的平坦表面不相对于第一方向倾斜。特别地，这避免了空腔的任何向上或向下变窄。
在本发明的一个实施例中，框架至少部分地由木材和/或聚合物制成。
框架可以是包括木材的任何材料。框架可以例如由所谓的定向刨花板制成，该定向刨花板有时也称为OSB。中密度纤维板(MDF)也是可以的。框架也可以由聚合物制成。
优选地，框架不包括混凝土。实际上，混凝土面板应该比木材和/或聚合物面板厚得多，这会使建筑元件重。
此外，本发明提供了一种组件，该组件包括第一和第二构造元件，其中，第二构造元件的框架被放置在第一构造元件的框架上，并且第一构造元件的块体被机械地阻挡在第一结构元件的框架的空腔中和第二构造元件的框架的空腔中。优选地，该组件在第一构造元件的框架与第二构造元件的框架之间不包括任何粘合装置。
本发明还提供了一种构造模块，该构造模块包括根据本发明的任何实施例的第一和第二构造元件的，并且其中，第一构造元件的框架例如通过螺纹连接和/或粘合被侧向固定到第二构造元件的框架上。优选地，模块的不同构造元件是相同的。
在本发明的一个实施例中，构造模块还包括根据本发明的任何实施例的第三构造元件，该第三构造元件被侧向固定到第二构造元件的框架上。优选地，模块的三个构造元件被对准或被布置在角部中。
本发明还提供了一种壁，该壁包括至少三个根据本发明的任何实施例的构造模块，其中，构造模块中的至少一个第一构造模块包括：
·第一块体，该第一块体一方面位于第一构造模块的第一空腔中，并且另一方面位于第二构造模块的空腔中，以及
·第二块体，该第二块体一方面位于第一构造模块的第二空腔中，并且另一方面位于第三构造模块的空腔中。
因此，模块相对于彼此偏移地布置，以便获得特别坚固的壁。另外，壁还可以包括固定到多个构造模块的立柱。这增加了壁的稳定性。
壁也可包括板，一些构造元件被固定到该板上，被固定到板上的构造元件的框架包括下切口，下切口容纳板的至少上部分。该板可以被称为壁板。
本发明还提出一种建筑物，该建筑物包括至少一个根据本发明的任何实施例的构造元件、或根据本发明的任何实施例的模块、或根据本发明的任何实施例的壁。
本发明还提出一种构造壁或竖直面板的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供第一框架，该第一框架包括空腔，该空腔通过上开口和下开口打开，
(b)提供第二框架，该第二框架包括空腔，该空腔通过上开口和下开口打开，
(c)提供块体，该块体被布置成在外部压力的作用下沿第一方向在第一框架的空腔中移动，并且在没有外部压力的情况下保持至少部分地阻挡在第一框架的空腔中，以及在外部压力的作用下沿第一方向在第二框架的空腔中移动，并且在没有外部压力的情况下至少部分地阻挡在第二框架的空腔中，以及
(d)将块体接合在第一框架的空腔的上开口中和第二框架的空腔的下开口中。
针对设备提及的优点加以必要的修改也适用于方法。
附图说明
当阅读以下详细说明并且为了理解该说明对附图进行参照，本发明的其它特征和优点将显现，在附图中：
-图1a是根据本发明的实施例的构造元件的竖直截面，
-图1b是根据本发明的实施例的形成构造元件的一部分的框架的水平截面，
-图1c是根据本发明的实施例的形成构造元件的一部分的块体的水平截面，
-图1d是根据本发明的实施例的构造元件的三维视图，
-图2是根据本发明的实施例的两个构造元件的组件的竖直截面，
-图3是根据本发明的实施例的构造模块的三维视图，
-图4是根据本发明的实施例的构造模块的竖直截面，
-图5a是根据本发明的实施例的组件的竖直截面，
-图5b是可以在图5a的组件中使用的框架的竖直视图，
-图6是根据本发明的实施例的壁的竖直视图，以及
-图7是根据本发明的实施例的包括窗口的壁的竖直视图。
具体实施方式
以特定的实施例并且参照附图来描述本发明，但是本发明不被这些实施例或附图限制。所描述的绘图或附图仅为示意性的并且不是限制性的。
在本文件的上下文中，术语“第一”和“第二”仅用于区分不同的元件并且不暗指这些元件之间的任何顺序。
在附图中，相同或相似的元件可带有相同的附图标记。
图1a至图1d示出了框架1的示例和块体2的示例，该框架和该块体可以是根据本发明的实施例的构造元件10的一部分。
为了本说明的目的，优选地，第一方向101被认为是竖直方向。
框架1包括空腔22。空腔22在框架1的上端部与框架1的下端部之间穿过框架1。空腔22由彼此相对的上开口22a和下开口22b开口。
框架1包括侧面板23，例如两个第一面板1a(前面板和后面板)和两个第二面板1b(左面板和右面板)。优选地，第二面板1b被侧向地阻挡在两个第一面板1a之间。这可以在图1b中可见。
当没有外部压力施加在块体2上时，该块体2被布置成机械地楔入空腔22中，并且当块体2受到能够沿第一方向101移动的外部压力时，该块体2沿第一方向101移动。
块体2具有上端部25和下端部26。优选地，块体2的上端部25被布置成根据第一方向101接合在空腔22的上开口22a和下开口22b中。因此，块体2的上端部25可接合在第一框架1的空腔的上开口22a中和第二框架1的空腔的下开口22b中，第二框架1与第一框架1相同，并且位于第一框架1的上方。
更优选地，整个块体2可以跟随块体2的上端部25插入空腔22中。优选地，块体2在其上端部25的一个边缘上具有倒角21，使得该块体可以容易地插入框架1中。
优选地，块体2能够沿第一方向101在框架1中滑动，并且在没有压力的情况下，该块体的尺寸被选择成使得块体2被机械地阻挡在框架1中。
优选地，框架1和块体2具有正方形的水平截面，但是在本发明的目的之内保持的同时，该框架和块体可以具有另一种形状。
图1a示出了块体2部分地插入框架1的空腔22中，使得该块体在其上端部25处从空腔22突出。该图示出了框架1的高度51和块体2的高度52。
图1b示出了空腔22的宽度53和深度55。特别地，图1c使得可以示出块体2的宽度54和该块体的深度56。
图2示出了两个堆叠的构造元件10。下构造元件10的块体2使其上端部25部分地接合在上构造元件10的框架1中。构造元件10通过以下方式进行组装：使块体2相对于框架1偏移，使得块体2被部分地容纳在两个互为叠置的框架中，以将一个构造元件互锁在另一个构造元件上。
图3和图4示出了根据本发明的实施例的构造模块100。构造模块100包括根据本发明的多个构造元件10，例如图3所示的用于模块100的两个构造元件10和图4所示的用于模块100的三个构造元件10。优选地，构造元件10通过侧面板在两个框架1之间的接合部3处固定在一起，使得这些构造元件处于相同的高度。优选地，单个板形成多个构造元件10的框架1的前面板1a，并且单个板形成多个构造元件的框架1的后面板1a。优选地，不同构造元件的块体2可以独立地移动。
图5a示出了根据本发明的实施例的具有构造元件10的可能的组件。该组件对于形成最低水平的壁特别有利。例如，该组件可以包括基块8、密封层7、板5和构造元件10。
基块8是例如沿垂直于图5a的平面的方向对准的Ytong块。密封层7是例如由EPDM(ethylene-propylene-diene monomer，乙烯-丙烯-二烯单体)箔制成。优选地，可以被称为壁板的板5通过用于固定的装置或螺钉9固定到基块8。如图5b所示，构造元件10具有其中第二面板1b被缩短的框架1，该构造元件10被布置成使得板5接合在第一面板1a之间并且优选地抵靠第二面板1b的下端部。用于固定的装置或螺钉6可用于将第一面板1a固定到板5。
图5b示出了框架1，该框架的第二面板1b比第一面板1a短，以形成如下的通道16，该通道被布置成至少容纳板5的上部分。
图6示出了壁200，该壁包括根据本发明的实施例的模块100、100a、100b、100c和立柱4。为了清楚起见，仅示出某些块体。这些块体以虚线示出，以表示这些块体隐藏在模块内部。
优选地，模块100竖直偏移地布置，使得上模块的第一部分抵靠在第一下模块上，并且上模块的第二部分抵靠在第二下模块上。另外，这使得属于第一模块100a的第一块体120和第二块体130能够分别部分地位于第一模块100a中和部分地位于第二模块100b和第三模块100c中。这导致通过第一模块100a在第二模块100b和第三模块100c之间进行机械联接。
例如，在壁200的顶部，可以切掉突出块体的上端部，或者提供较低高度的块体，以使最终的壁具有水平表面。
立柱4，也可以被称为椽，例如通过螺钉或钉子被固定到多个叠置的构造元件上。
图7示出了包括窗口11的壁的一部分。窗口11是敞开的壁的一部分。该窗口例如由底部的下板14、顶部的上板15和侧向构造元件10界定。优选地，上板15抵靠在这些侧向构造元件中的两个的第二面板1b上，这些构造元件可以被称为第一侧向构造元件10c。壁还包括位于上板15和这些第一侧向构造元件10c上方的过梁12。过梁12是构造模块，其中，中央构造元件10a的两个第二面板1b比两个第一面板1a短，并且端部构造元件10b的两个第二面板1b中的一个比两个第一面板1a短。第一侧向构造元件10c的块体2部分地插入端部构造元件10b的空腔中。
换言之，本发明涉及一种构造元件10，该构造元件包括框架1和块体2，块体2在受到外力时可在框架1中滑动。因此，块体2可以在形成榫眼的两个叠置的框架1之间形成榫。侧向固定在一起的构造元件10形成模块100，该模块可以从一个水平偏移到另一个水平地组装以形成壁。
已关于具体的实施例对本发明进行了描述，该实施例仅仅是示例性的并且不应当看作是限制性的。一般而言，本发明不限于上文所示出的和/或所描述的示例。使用动词“包括”、“包含”、“组成”或任何其它的变型以及它们的结合绝不可排除除了提及的那些元件之外的元件的存在。使用不定冠词“一”、“一”、“一个”或者定冠词“这”以引入元件并不排除多个这些元件的存在。权利要求中的附图标记不限制该权利要求的范围。
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