СТРОИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА И СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФИКСИРУЮЩИЙ БЛОКОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 1998 года по МПК E04B2/56 E04C1/00 

Изобретение относится к строительной системе , в частности к комплекту или набору строительных элементов, которые могут устанавливаться различными способами для создания основных конструкций, имеющих разнообразную форму и конфигурацию.

В частности, изобретение имеет отношение к взаимозакрепляющимся строительным компонентам того типа, который изложен, например, в описании к патенту WO90/04688.

Строительная система, раскрытая в WO90/04688, включает в себя взаимозакрепляющиеся строительные компоненты с образованием стены.

Характерным для подобных систем является то, что они используют замковый элемент, в котором две торцевые части соединены шейкой, который закрывается по месту в процессе строительства и который удерживает компоненты вместе.

Однако такое известное решение не обеспечивает достаточную прочность конструкции.

Задачей изобретения является создание прочных строительных конструкций с достаточно простым способом соединения их элементов.

Поставленная задача решается за счет создания строительной системы, включающей множество строительных блоков и множество строительных фиксирующих блоковых элементов, фиксирующих строительные блоки между собой с образованием стены и имеющих две противоположные торцевые части, соединенные шейкой, в которой поперечное сечение шейки выполнено в форме правильного треугольника с выпуклыми сторонами.

При этом в строительной системе степень выпуклости выпуклой стороны выполняется такой, что при установке одного угла шейки в вершину воображаемого прямого угла линии прямого угла образуют касательные к прилегающим выпуклым сторонам треугольника.

Целесообразно, две торцевые части системы выполнять с плечами у каждого конца шейки прямоугольной формы. Однако не обязательно, чтобы они имели только такую форму.

Желательно, чтобы строительная система включала множество замковых элементов, каждый из которых имел бы стенку, охватывающую отверстие, причем эта стенка содержит пару зависимых плеч, которые вытянуты вниз на противоположных сторонах отверстия на удалении, которое больше протяженности участков стен, идущих вниз между плечами.

При этом форма замкового элемента прямолинейная, и отверстие имеет прямоугольную форму.

Плечи выполнены вытянутыми вдоль двух противоположных сторон отверстия, а участки стены между плечами - вытянутыми вдоль двух других сторон отверстия.

Желательно, чтобы замковый элемент состоял из двух частей для того, чтобы можно было установить его в положение вокруг удлиненного элемента.

Желательно также, чтобы плечи замкового элемента были выполнены прерывистыми по длине этих плеч.

Поставленная задача решается также благодаря созданию строительного фиксирующего блокового элемента, включающего две противоположные торцевые части, соединенные шейкой, в котором поперечное сечение шейки выполнено в форме правильного треугольника с выпуклыми сторонами.

При этом в строительном фиксирующем блоковом элементе степень выпуклости выпуклой стороны выполняют такой, что при установке одного угла шейки в вершину воображаемого прямого угла линии прямого угла образуют касательные к прилегающим выпуклым сторонам треугольника.

Целесообразно, в строительном элементе две противоположные торцевые части выполнять так, чтобы они образовывали плечи у каждого конца шейки и имели прямоугольную форму.

На фиг. 1 - 5 показаны последовательные этапы сборки трехблочной конструкции, выполненной согласно изобретению; на фиг. 6 изображен строительный фиксирующий блоковый элемент в соответствии с изобретением в увеличенном масштабе, поперечное сечение; на фиг. 7 - движение, которое должен выполнить фиксирующий блоковый элемент; на фиг. 8 - 19 представлены перспективные виды разнообразных, отличающихся друг от друга строительных блоков, используемых в строительстве в соответствии с изобретением; на фиг. 20 - 24 - примеры конструкций строительных систем, построенных в соответствии с изобретением.

На фиг. 1 - 5 представлены три строительных блока 10, 12 и 14. Все три блока имеют равносторонние прямоугольные, т.е. кубические торцевые части 16, соединенные при помощи шейки. Шейки строительных блоков 10 и 14 имеют одинаковую форму, тогда как форма шейки блока 12, являющегося строительным фиксирующим блоковым элементом 12, другая.

Сборка блоков производится так, как показано на фиг. 1 - 5. Прежде всего плотно устанавливается шейка 20 фиксирующего блокового элемента 12 в верхнюю половину шейки 18 блока 10. Затем сбоку вводится блок 14 так, чтобы шейка этого блока также плотно вошла в шейку 18 блока 10. В этот момент сборка имеет вид, изображенный на фиг. 3. Для фиксации этой сборки фиксирующий блоковый элемент 12 поворачивается по направлению, указанному стрелкой 22 для создания и фиксации крестообразной сборки блоков, как это показано на фиг.5.

На фиг. 6 представлено в увеличенном масштабе поперечное сечение фиксирующего блокового элемента 12, из которого ясно, что шейка 20 имеет в целом треугольную форму, у которой одна вершина треугольника совпадает с одним углом кубического тела 16. Если разделить видимую поверхность кубической торцевой части 16 на четыре равные квадрата, тогда остальные вершины 26 и 28 попадут на линии, описывающие четыре равные части. Контур сторон 30, соединяющих вершины, не является граничным, но если стороны выгнуты так, как это показано, и при этом стороны 30 и 32 образуют касательные к сторонам 36 и 38 в углу 39, прилегающем к блоку 40, тогда достигается особенно плавное движение при вращении фиксирующего блокового элемента 12 в направлении, указанном стрелкой 22.

Использование треугольной шейки 20 означает, что центр вращения блокового элемента 12 перемещается относительно смежных блоков в процессе вращения. Это составляет особое преимущество, когда фиксирующий блоковый элемент 12 используется в более крупной сборке.

На фиг. 7 показан фиксирующий блоковый элемент 12, шейка которого установлена в углублении, ограниченном с трех сторон стенками блока 40 и с четвертой стороны поверхностью блока 42. Точка 44 указывает на центр в пространстве, в котором размещена шейка. Для того, чтобы блоковый элемент 12 мог завершить поворот на 90^o при вращении в направлении, указанном стрелкой 22, необходимо, чтобы угол 46 блока прошел поверхность 48. Это может быть достигнуто только в том случае, если расстояние "b" равно или меньше расстояния "a". Изучение геометрии блоков показывает, что фактически это не так. При нахождении центра вращения 44 в центре пространства, ограниченного блоками 40 и 42, расстояние "b" больше расстояния "a", и блоковый элемент 12 не может повернуться в заданное положение.

Однако благодаря тому, что применена треугольная шейка 20, центр вращения 44 не остается в одном и том же месте в процессе вращения. Геометрическое место точек центра вращения будет фактически перемещаться вдоль сложной траектории, охватывающей точку 44. Удаление этой траектории от поверхности 48 будет большим, чем расстояние "b". Однако одновременно все три вершины шейки 20 будут оставаться в контакте со стенками углубления, так что фиксирующий блоковый элемент 12 будет определенно установлен в углублении.

Вращение фиксирующего блокового элемента 12 можно выполнять вручную в самых маленьких конструкциях или же при помощи машины в более крупных конструкциях. Более того, при необходимости вращение можно инициировать дистанционно, например в подводных конструкциях.

Согласно изобретению, можно строить разнообразные конструкции строительных систем, используя блоки, имеющие различную форму. Некоторые из этих отличительных конструкций, которые можно получить, будут описаны со ссылками на фиг. 8 - 24.

На фиг. 8 и 9 изображена короткая вертикальная опорная стойка 50 с горизонтальными плечами 52. Эти плечи 52 могут иметь различную форму. На фиг. 8 плечо 52a выступает только из одной стороны, как правило, прямоугольной опорной стойки 50; плечо 52b выступает из трех сторон опорной стойки; плечо 52c выступает из двух сторон, плечо 52d выступает из четырех сторон. Вертикальная опорная стойка 50 может иметь любую длину, любое количество и любую комбинацию плеч 52, установленных по длине этой стойки. Интервалы между плечами обычно равны вертикальному размеру плеч 52 или могут быть кратными этому размеру.

На фиг. 10 показан блок, имеющий два плеча 52b. У этого блока торцы выполнены заподлицо.

Вертикальный остов конструкции составляют блоки типа, показанного на фиг. 8, 9 и 10 (и аналогичные блоки, вытянутые вертикально). В качестве примера вертикально вытянутого блока может служить блок 150, изображенный на фиг. 17 и имеющий плечи 152a.

Вертикальные строительные блоки соединяются друг с другом при помощи горизонтальных формирующих деталей, одна из которых 54 показана на фиг. 16. Однако блок 150, изображенный с вертикальной ориентацией на фиг.17, может также быть использован с горизонтальной ориентацией для соединения друг с другом вертикальных блоков. Ясно, что углубления 56, 156 будут входить в зацепление вокруг вертикальной опорной стойки 50 таким образом, который станет очевидным из схем сборки, данных на фиг. 20 - 24.

Для того, чтобы заполнить пустые промежутки, образованные в составе вертикальных и горизонтальных блоков, используются стеновые блоки, и на фиг. 11 и 12 показаны два различных стеновых блока. Блок 58, изображенный на фиг. 11, предназначен для опирания на горизонтальные блоки или для поддержки горизонтальными блоками, такими как блоки 54. Подобные блоки снабжены крючкообразным краем, обозначенным позицией 60, для опирания на горизонтальный блок.

Вариант стенового блока представлен на фиг. 12, поз. 62. Этот блок шпунтового типа, который входит в зацепление на горизонтальных блоках или вокруг них для того, чтобы закрыть пустые промежутки между горизонтальными и вертикальными блоками.

Кольцеобразные фиксирующие элементы, представленные на фиг. 13, 14 и 15, могут быть использованы для совместного закрепления компонентов. Основной кольцеобразный фиксирующий элемент 64, изображенный на фиг. 13, имеет центральное отверстие 66, размер которого несколько больше размера плеча 52b, поэтому кольцеобразный фиксирующий элемент 64 может быть опущен вниз вдоль вертикального элемента, имеющего плечи 52b до тех пор, пока опорные стороны 68 не упрутся в горизонтальный блок. Устройство блоков такого типа можно увидеть, в частности, на фиг. 23 и 24, и в дальнейшем оно будет описано. Боковые фланцы 70 этого блока в этом случае препятствуют боковому смещению горизонтальных и вертикальных блоков относительно друг друга.

Блок 164, представленный на фиг. 14, аналогичен блоку 64, но у него имеются дополнительные вырезы, позиция 172, для закрепления на поперечных балках.

Кольцеобразный фиксирующий элемент 264, изображенный на фиг. 15, имеет аналогичную форму, что и фиксирующий элемент 64, показанный на фиг. 13, но он выполнен в виде двух частей для того, чтобы можно было установить его с любой стороны вертикального блока и не опускать его вниз через верхнюю часть блока.

На фиг. 18 и 19 изображены два комбинированных блока, у которых часть 364 кольцеобразного фиксирующего элемента постоянно соединена с горизонтальным блоком 154. Кольцеобразный фиксирующий элемент имеет одну сторону (сторону, которая на данной фигуре смотрит наружу), в которой выполнено углубление 372, соответствующее углублению 172, показанному на фиг. 14. В этом углублении торцевая часть горизонтального блока 154 закреплена постоянно. С другой стороны кольцеобразный фиксирующий элемент 364 имеет простое плечо 370. Часть горизонтального блока 154 имеет торцевое углубление 156, соответствующее углублениям 56 блока, показанным на фиг. 16.

Фиг. 19 представляет собой дальнейшее развитие блока, показанного на фиг. 18, у которого кольцеобразный фиксирующий элемент 464 теперь имеет части 154 горизонтального блока, которые выступают с обеих сторон.

При использовании решетки из вертикальных блоков блоки 550 устанавливаются на одной линии, как это изображено на фиг. 20. Каждый из этих блоков может иметь полную высоту, равную высоте сборки, как это показано у позиций 550a и 550b, или же они могут состоять из двух и более блоков меньшей высоты, как это представлено в опорных колоннах 550c, 550d, 550e, 550f и 550g. В указанном примере все блоки имеют по восемь плеч того типа, который обозначен позицией 52b, на фиг. 8.

Блоки 550 и фактически все строительные элементы, составляющие часть строительной системы, согласно изобретению могут изготавливаться твердотелыми и пустотелыми. Пустотелые блоки можно сплющить для того, чтобы получить плоскую форму, удобную для транспортировки и хранения, но которую можно раскрыть и поднять до ее трехразмерного вида при применении. При монтаже в строительной конструкции эти несложные блоки сохраняются в их поднятом положении окружающими блоками.

Блоки соединяются друг с другом при помощи горизонтального блока 554. Как можно заметить, верхний блок 554a является сплошным на всю ширину решетки, тогда как нижний горизонтальный блок состоит из двух частей 554b и 554c. Это не важно, что нижняя горизонтальная балка несплошная при условии, что нарушение непрерывности перекрыто сплошной секцией другого горизонтального блока или блоков.

На фиг. 21 показано как взаимно закрепляются горизонтальные и вертикальные элементы. Когда элементы входят таким образом во взаимный контакт, они оказываются взаимно закрепленными, однако их все же можно разъединить, если сдвинуть вертикальный или горизонтальный блок в сторону. Для того чтобы это не произошло, блоки можно зафиксировать при помощи кольцеобразного фиксирующего элемента 64 так, как это показано на фиг.22. Горизонтальный блок 654 подается сбоку к вертикальному блоку 650 так, что происходит взаимное зацепление так, как это показано на фиг. 20 и 21. Для сохранения зацепления на верхнюю часть вертикального блока 650 надевается кольцеобразный' фиксирующий элемент 64, который опускается до тех пор, пока опорные поверхности кольцеобразного фиксирующего элемента не упрутся в верхнюю поверхность горизонтального блока 654. В данной точке боковые плечи 70 кольцеобразного фиксирующего элемента предотвращают разъединение вертикальных блоков, и разъединение может быть осуществлено только в том случае, если кольцеобразный фиксирующий элемент будет вновь поднят вверх.

На фиг. 23 и 24 показаны случаи применения кольцеобразных фиксирующих конструкций, которые были изображены на фиг. 18 и 19. Метод сборки данных структур станет ясным, поскольку номера позиций соответствуют номерам позиций, использованных на предшествующих схемах.

Хотя плечи 52 у вертикальных блоков и края углублений у горизонтальных блоков изображены прямолинейными и строго под прямым углом к оси соответствующего блока, у которого они имеются, это не составляет существенную черту, и различные края блоков могут быть закруглены или скошены. Противоположные стороны плеч и/или углублений могут быть выполнены конусообразными для того, чтобы способствовать вводу в соединения и облегчить процесс изготовления блоков.

При помощи шейки треугольного сечения оказалась возможной фиксация большого разнообразия различных структур блоков по месту при помощи вращательного движения поворотного фиксирующего блокового элемента.

Строительная система имеет множество строительных блоков и множество строительных фиксирующих блоковых элементов. Они входят во взаимное зацепление для образования прямолинейного каркаса. Для того чтобы предотвратить разъединение блоков, предусмотрен фиксирующий блоковый элементов. Он установлен в месте соединения строительных блоков. Этот фиксирующий элемент представляет собой вращающийся замок, имеющий фиксирующую часть - шейку, сечение которой представляет собой правильный треугольник с выпуклыми сторонами. Дополнительная возможность фиксации может быть обеспечена применением фиксирующего хомута или муфты, которые охватывают место соединения двух строительных блоков и предохраняют их от непреднамеренного разъединения. 2 с. и 9 з.п. ф-лы, 24 ил.

1. Строительная система, включающая множество строительных блоков и множество строительных фиксирующих блоковых элементов, фиксирующих строительные блоки между собой с образованием стены и имеющих две противоположные торцевые части, соединенные шейкой, отличающаяся тем, что поперечное сечение шейки выполнено в форме правильного треугольника с выпуклыми сторонами. 2. Строительная система по п. 1, отличающаяся тем, что степень выпуклости выпуклой стороны такая, что при установке одного угла шейки в вершину воображаемого прямого угла линии прямого угла образуют касательные к прилегающим выпуклым сторонам треугольника. 3. Строительная система по любому из пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что две противоположные торцевые части образуют плечи у каждого конца шейки и имеют прямоугольную форму. 4. Строительная система любому из пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что она включает множество замковых элементов, каждый из которых включает в себя стенку, охватывающую отверстие, причем эта стенка включает в себя пару зависимых плеч, которые вытянуты вниз на противоположных сторонах отверстия на удалении, которое больше протяженности участков стен, идущих вниз между плечами. 5. Строительная система по п. 4, отличающаяся тем, что форма замкового элемента прямолинейная, тогда как отверстия имеет прямоугольную форму. 6. Строительная система по любому из пп. 4 и 5, отличающаяся тем, что плечи вытянуты вдоль двух противоположных сторон отверстия и участки стены между плечами вытянуты вдоль двух других сторон отверстия. 7. Строительная система по любому из пп. 4 - 6, отличающаяся тем, что замковый элемент состоит из двух частей для того, чтобы можно было установить его в положение вокруг удлиненного элемента. 8. Строительная система по любому из пп. 4 - 7, отличающаяся тем, что плечи замкового элемента выполнены прерывистыми по длине этих плеч. 9. Строительный фиксирующий блоковый элемент, включающий две противоположные торцевые части, соединенные шейкой, отличающийся тем, что поперечное сечение шейки выполнено в форме правильного треугольника с выпуклыми сторонами. 10. Строительный фиксирующий элемент по п. 3, отличающийся тем, что степень выпуклости выпуклой стороны такая, что при установке одного угла шейки в вершину воображаемого прямого угла линии прямого угла образуют касательные к прилегающим выпуклым сторонам треугольника. 11. Строительный фиксирующий блоковый элемент по любому из пп. 9 и 10, отличающийся тем, что две противоположные торцевые части образуют плечи у каждого конца шейки и имеют прямоугольную форму.