СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СОЕДИНЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ТОНКОЛИСТОВЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2002 года по МПК F16B5/00 B21D39/02 

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение может применяться в промышленности при изготовлении и монтаже вентиляционных воздуховодов, при изготовлении и монтаже трубопроводов, используемых в качестве пневмотранспорта для транспортировки сыпучих материалов, при изготовлении шкафов, стеллажей, контейнеров для инструмента и твердых промышленных отходов, в строительстве при изготовлении стоек, балок и других конструкционных элементов, которые могут использоваться при монтаже навесов, потолков, павильонов, киосков, теплиц, гаражей, складских и других помещений. Преимущественной областью применения изобретения является изготовление и соединение конструкционных элементов из тонколистовых металлов при монтаже строительных конструкций.

Уровень техники
В промышленности для систем вентиляции используют воздуховоды круглого и прямоугольного поперечного сечения, для изготовления которых применяют тонколистовую сталь, кровельную сталь, кровельную оцинкованную сталь, тонколистовую рулонную сталь, стальную ленту, металлопласт, листы из алюминия и других тонколистовых металлов и сплавов толщиной от 0,4 до 2 мм и до 3,9 мм ("Справочник молодого рабочего по изготовлению и монтажу вентиляционных систем", Москва. "Высшая школа", 1989 г., стр.11-20; "Устройство и изготовление вентиляционных систем", Москва, "Высшая школа", 1987 г., стр.64-65). В зависимости от толщины металлических листов, из которых изготовляют детали (элементы), воздуховоды собирают на фальцевых или сварных соединениях. Фальцевое соединение - наиболее простое соединение тонкой листовой стали и листов из цветных металлов и сплавов.

Фальцем или замком называют соединенные между собой отогнутые кромки двух листов. Фальцевые швы по конструкции бывают одинарные, двойные, полуторные скомбинированные) и угловые. По расположению они подразделяются на продольные, расположенные вдоль воздуховода, и поперечные, перпендикулярные оси воздуховода или расположенные под углом к ней. Кроме того, они могут быть стоячие и лежачие. Стоячие фальцы придают соединению дополнительную жесткость. В строительстве фальцевые соединения применяются при выполнении кровельных работ из кровельной листовой стали ("Справочник молодого рабочего по изготовлению и монтажу вентиляционных систем", Москва. "Высшая школа", 1989 г. Стр.129-130; "Устройство и изготовление вентиляционных систем", Москва, "Высшая школа", 1987 г. , стр.80-81; "Кровельные работы", Москва, "Высшая школа". 1991 г., стр.168-170).

Для изготовления фальцевого соединения на кромке листа делают фальц. При работе вручную используют инструменты и приспособления: киянки, молотки из твердого дерева, кровельные молотки, оправки для фальцев, косячки, очертки, стальные бруски, поддержки, швеллеры, трубы, уголки и рельсы, укрепленные на верстаке. В промышленности широко применяют специальные станки и механизмы: кромкогибочные, фальцегибочные станки, фальцепрокатные станки и механизмы, станки и механизмы для вальцевания (выкатки) листовой стали с целью придания листу цилиндрической или другой криволинейной формы, станки и механизмы для получения заготовок фальцев и соединений, применяемых при изготовлении круглых и прямоугольных воздуховодов, и т.д. ("Справочник молодого рабочего по изготовлению и монтажу вентиляционных систем", Москва, "Высшая школа". 1989 г. , стр.95-111, "Устройство и изготовление вентиляционных систем", Москва, "Высшая школа", 1987 г., стр.80-101, стр.184-188; "Кровельные работы", Москва, "Высшая школа". 1991 г., стр.168-176).

Способ соединения заготовок из листов, полос с помощью стоячего фальца по аналогии близок к заявляемому, но по совокупности существенных признаков наиболее близким к заявляемому способу является техническое решение по патенту RU 2026123 С1, 1995, заключающееся в том, что кромки заготовки или заготовок из листа или полосы отгибают, совмещают и до половины своей высоты разрезают на части, длина каждой из которых составляет по меньшей мере половину высоты совмещенных кромок, и загибают части в противоположные стороны по линии, соединяющей основания разрезов, с образование ребра жесткости, поэтому данное техническое решение может служить в качестве прототипа.

Сущность изобретения
Способ изготовления и соединения конструкционных элементов из тонколистовых металлов заключается в следующем. Кромки заготовки или заготовок из листа или полосы отгибают на одинаковую высоту на верстаке с помощью молотка и киянки или на гибочном механизме, затем заготовку (заготовки) изгибают до совмещения отогнутых кромок, затем совмещенные кромки зажимают струбцинами или зажимами и до половины своей высоты с помощью режущего инструмента (ножниц, ножовки по металлу, режущего круга с электро- или пневмоприводом) разрезают на части, длина каждой из которых составляет по меньшей мере половину высоты совмещенных кромок, затем части по линии, соединяющей основания разрезов, загибают в противоположные стороны с образованием ребра жесткости, причем части загибают выборочно, оставляя незагнутыми по меньшей мере через одну часть, которые загибают после совмещения с незагнутыми частями другого конструкционного элемента для соединения конструкционных элементов (фиг.1).

В частных случаях незагнутые части используют для крепления к конструкционному элементу металлических листов, декоративных, обивочных и других материалов из фанеры, пластика, плит ДСП, ДВП и др. (фиг.1, 2).

Для придания прямоугольной или фигурной формы поперечному сечению конструкционного элемента заготовку из листа или полосы прокатывают на роликовом механизме или штампуют, соединив отогнутые кромки заготовки получают конструкционный элемент с прямоугольной или фигурной формой поперечного сечения, который используют в качестве стойки, балки.

В частных случаях для увеличения жесткости, прочности в полость конструкционного элемента с прямоугольной формой поперечного сечения монтируют вставку, изготовленную из тонколистового металла, длина которой соответствует длине конструкционного элемента (фиг.1). Вставку монтируют в полость конструкционного элемента до операции соединения отогнутых кромок. Одну из продольных кромок вставки разрезают на части, которые (аналогично частям отогнутых кромок конструкционного элемента) загибают в противоположные стороны. Отогнутые части вставки соответствуют ширине полости конструкционного элемента. Вмонтированную в полость вставку зажимают между кромками конструкционного элемента, и после соединения кромок по предлагаемому способу вставка выполняет роль усилителя ребра жесткости. Ширина заготовки вставки зависит от ширины и высоты поперечного сечения конструкционного элемента.

Используя сменный комплект роликов или штампов, можно получать конструкционные элементы с различной конфигурацией и разных размеров поперечного сечения по высоте и ширине. Конструкционные элементы, применяемые в качестве стоек, балок, могут иметь размеры поперечного сечения по высоте и ширине преимущественно от 2 до 15 см и по длине от 1,5 до 5 м, при этом в частных случаях необходимость в незугнутых частях отпадает.

Для изготовления конструкционных элементов - стоек, балок используют заготовки соответствующих размеров из металлических листов или полосы толщиной преимущественно от 1 до 2 мм. Использование заготовок толщиной более 2 мм требует применения специального инструмента и механизмов. В качестве заготовок могут применяться предварительно профилированные листы, профиль которым придают прокаткой или штамповкой на механизмах.

В частных случаях для облегчения конструкционных элементов, выполняющих функции стоек, балок, в каждой стенке или в по меньшей мере одной стенке конструкционного элемента выполняют отверстия круглой, овальной или фигурной формы путем сверления или вырубают в процессе штамповки.

При выполнении монтажных работ для соединения конструкционных элементов между собой (стоек, балок), расположенных последовательно или под углом друг к другу, используют накладки, уголки или штампованные изделия, предназначенные для этих целей, соединения выполняют используя болты, винты или на сварных швах.

Изготовленные из стандартных листов, выпускаемых промышленностью, по предлагаемому способу трубы (различного диаметра и профиля) могут использоваться для монтажа систем вентиляций промышленных предприятий, а также в качестве пневмотранспорта для транспортировки сыпучих материалов (фиг.3). Для обеспечения герметичности соединения в частных случаях между кромками устанавливают уплотнение, используя для этой цели резину, картон, плотные ткани и другие материалы (фиг.4).

Соединив по предлагаемому способу кромки двух заготовок одинакового размера, получают конструкционный элемент (например, трубу) с двумя диаметрально расположенными ребрами жесткости (фиг.5).

В частных случаях, установив между ребрами жесткости перегородку из тонколистового металла, плотной ткани или другого материала, получают трубу с разделенной на две части полостью, одну из которых можно использовать для системы вытяжной вентиляции, а другую - для системы приточной вентиляции или для транспортировки разных сыпучих материалов (фиг.6).

Используя две, три и более заготовки из листа или полосы, кромки которых соединяют между собой по предлагаемому способу, получают конструкционный элемент с двумя, тремя и более ребрами жесткости (фиг.7).

При последовательном соединении торцовых частей конструкционных элементов с одинаковой формой поперечного сечения (например, труб) по торцам соединяемых частей отгибают кромки на одинаковую высоту, затем отогнутые торцовые кромки совмещают и далее соединяют по предлагаемому способу, при этом концы ребер жесткости в торцах соединяемых частей отрезают либо совмещают по плоскостям ребер жесткости.

В частных случаях соединенные по предлагаемому способу заготовки из листов (две, три и более) используют в качестве кровли и для обшивки стен различных помещений (например, навесов, складов, гаражей, киосков, павильонов и т.д.) (фиг.8).

Конструкционные элементы с прямоугольной или фигурной формой поперечного сечения могут использоваться в качестве оконных переплетов, в качестве стоек и peeк для теплиц, в качестве каркасов для устройства подвесных потолков. В этих случаях незагнутые части ребер жесткости используют для крепления облицовочных материалов подвесных потолков, для крепления листового стекла, при этом воизбежание порчи стекла применяют прокладки из резины, дерева и других материалов. Для придания эстетического вида (при монтаже помещения) к ребру жесткости крепится (например, с помощью клея) декоративная накладка из резины, пластмассы или другого материала.

Технический результат заключается в том, что изготовленные по предлагаемому способу конструкционные элементы (стойки, балки), используемые при монтаже оборудования помещений, менее металлоемки по сравнению с конструкционными элементами, выполняющими те же функции и изготовленными из прокатных профилей (уголков, швеллеров, двутавров). Кроме того, конструкционные элементы (например, трубы, заготовки из листов) по предлагаемому способу можно соединять между собой без применения сварных, заклепочных, болтовых соединений, а также присоединять (крепить) к конструкционным элементам листовые, обивочные и другие материалы.

Перечень фигур
Фиг. 1 - соединение конструкционного элемента с другим конструкционным элементом и с металлическим листом;
Фиг.2 - крепление к конструкционному элементу листа фанеры;
Фиг. 3 - поперечное сечение конструкционного элемента (трубы) с одним ребром жесткости;
Фиг.4 - поперечное сечение трубы с уплотнением, установленным между кромками;
Фиг.5 - поперечное сечение трубы с двумя ребрами жесткости;
Фиг. 6 - поперечное сечение трубы с перегородкой, установленной между ребрами жесткости;
Фиг.7 - конструкционный элемент с тремя ребрами жесткости;
Фиг. 8 - соединение конструкционных элементов - заготовок из металлических листов.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Как указано выше в разделе "Уровень техники", для изготовления элементов воздуховодов используют верстаки, механизмы (станки) для резки, гибки, отбортовки кромок, вальцевания, например: механизм СТД-9А для прямолинейной резки листовых сталей, латуни, алюминия и других материалов толщиной до 5 мм; высечной механизм ВМС-106 для прямолинейной и фасонной резки листового металла по наружному и внутреннему контуру; механизм СТД-521 для прямоугольной гибки листа и др. механизмы ("Справочник молодого рабочего по изготовлению и монтажу вентиляционных систем", Москва, "Высшая школа", стр.95-111, 1989 г. ); полуавтомат СТД-363 для изготовления воздуховодов круглого сечения; полуавтомат СТД-361 для изготовления воздуховодов прямоугольного сечения и др. механизмы ("Устройство и изготовление вентиляционных систем", Москва, "Высшая школа", 1987 г., стр.184-188).

Для соединения листов стали широко используют и слесарный инструмент: молотки, киянки, режущий и др. инструмент, верстаки и приспособления - зажимы, струбцины ("Кровельные работы", Москва, "Высшая школа", 1991 г., стр. 170-172). Такие же или подобные станки, механизмы, приспособления и инструменты используют для изготовления конструкционных элементов, стоек, балок, труб. Для изготовления конструкционных элементов с прямоугольным или фигурным поперечным сечением разных габаритных размеров применяют прокатные станки со сменным набором роликов или штамповочные механизмы со сменным набором штампов. Для соединения конструкционных элементов, а также для присоединения к ним листовых, обивочных и других материалов используют зажимы, струбцины, молотки, киянки и другие инструменты.

Изобретение относится к средствам соединения и может применяться в промышленности при изготовлении и монтаже воздуховодов и трубопроводов. Способ изготовления и соединения конструкционных элементов из тонколистовых металлов заключается в том, что кромки заготовки или заготовок из листа или полосы отгибают, совмещают и до половины своей высоты разрезают на части, длина каждой из которых составляет по меньшей мере половину высоты совмещенных кромок, и загибают части в противоположные стороны по линии, соединяющей основания разрезов, выборочно, оставляя не загнутыми по меньшей мере через одну часть, совмещают незагнутые части с незагнутыми частями другого конструкционного элемента для соединения конструкционных элементов и соединенные части загибают. Кромки отгибают на одинаковую высоту. Между кромками устанавливают уплотнение, обеспечивающее герметичность. Лист или полосу изгибают до совмещения отогнутых кромок, а в полость конструкционного элемента монтируют и зажимают между кромками вставку из тонколистового металла. В по меньшей мере одной стенке конструкционного элемента выполняют отверстия. Изобретение сокращает время и упрощает изготовление. 3 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Способ изготовления и соединения конструкционных элементов из тонколистовых металлов, заключающийся в том, что кромки заготовки или заготовок из листа или полосы отгибают, совмещают и до половины своей высоты разрезают на части, длина каждой из которых составляет по меньшей мере половину высоты совмещенных кромок, и загибают части в противоположные стороны по линии, соединяющей основания разрезов, с образованием ребра жескости, отличающийся тем, что части загибают выборочно, оставляя незагнутыми по меньшей мере через одну часть, которые загибают после совмещения с незагнутыми частями другого конструкционного элемента для соединения конструкционных элементов, при этом кромки отгибают на одинаковую высоту. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что между кромками устанавливают уплотнение, обеспечивающее герметичность. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что лист или полосу изгибают до совмещения отогнутых кромок, а в полость конструкционного элемента монтируют и зажимают между кромками вставку из тонколистового металла. 4. Способ по одному из пп. 1 - 3, отличающийся тем, что в по меньшей мере одной стенке конструкционного элемента выполняют отверстия.