СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКОННЫХ И ДВЕРНЫХ РАМ НА ДЕРЕВЯННОЙ ОСНОВЕ, РАМЫ НА ДЕРЕВЯННОЙ ОСНОВЕ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ ПОПЕРЕЧИН И СТОЕК Российский патент 2007 года по МПК E06B3/96 

Область техники

Изобретение относится к способу изготовления рам из дерева и алюминия, или ПВХ рам, или рам, изготовленных из других материалов.

Изобретение также относится к рамам, изготовленным с использованием этого способа.

Предпосылки изобретения

В течение некоторого времени наряду с традиционными деревянными или алюминиевыми рамами известны и поставляются на рынок рамы, содержащие части, изготовленные из обоих указанных материалов, т.е. части рам, ориентированные внутрь здания, изготовлены из дерева, а части, обращенные наружу, изготовлены из алюминия.

Главная цель такой технологии состоит в совмещении красоты и "теплоты" дерева с рентабельностью и высокой сопротивляемостью алюминиевой облицовки износу, вызываемому воздействием атмосферы.

В новой технологии изготовления рам различают два обширных класса в зависимости от того, из какого из этих двух материалов изготовлен основной элемент готовой конструкции.

В том случае, когда конструкция изготовлена из дерева, на которое затем наложена алюминиевая защита, класс может быть назван "дерево-алюминиевым", а в случае изготовления несущей конструкции из алюминия, на которую наложена обшивка из дерева, класс может быть назван "алюминиево-деревянным".

Рамы, принадлежащие к "дерево-алюминиевому" классу, изготовляют в основном с использованием традиционных приемов изготовления деревянных рам; им придают индивидуальную форму и склеивают для получения конструкции основы рамы независимо от того, относится ли это к неподвижной раме, стене или к подвижному окну или двери в том, что касается неподвижной коробки. Деревянные элементы конструкции также подвергают механической обработке с использованием специальных инструментов для получения деталей и специальных форм, требуемых для соединения с алюминиевыми защитными элементами.

Рамы, изготовленные упомянутыми выше способами, конечно, лучше защищены от атмосферных влияний по сравнению с обычными деревянными рамами, но это влечет за собой увеличенную стоимость изготовления из-за необходимости применения дорогостоящих инструментов и станков, необходимых для создания специальных деталей, а также в связи с повышением издержек, связанных с упомянутыми выше производственными операциями.

Рамы, изготовленные с использованием "алюминиево-деревянного" подхода, также характеризуются высокой стоимостью изготовления главным образом из-за того, что производство, связанное с технологией обработки алюминия, является более дорогостоящим, чем связанное с технологией деревообработки, но также и потому, что при этом дерево должно быть добавлено к внутренней стороне рамы. Ухудшает положение и то, что законченное изделие все-таки имеет скорее "машинный" внешний вид, а не "теплый", который обычно связывают с деревом.

В документе DE-A-7000649 раскрыт способ изготовления оконных и дверных рам из дерева и алюминия, или рам, выполненных из ПВХ или других материалов, включающий этапы:

- обработки деталей из цельного дерева или из деревянных панелей для создания углублений с узким поперечным сечением, предназначенных для размещения металлических элементов или элементов из ПВХ;

- сборки указанных частей для создания неподвижных и подвижных рам, выполняемой путем соединения поперечин и стоек рам с использованием металлических уголков, расположенных в четырех углах рам, и полос или других установленных с натягом вокруг рам элементов, устойчивых к растяжению;

- закрепления с помощью шурупов элементов (7) из металла или ПВХ в углублениях, выполненных на внутренних сторонах неподвижных рам и на наружных рамах подвижных рам;

- прикрепление к неподвижным и подвижным рамам петель, уплотнителей и других механических частей, предназначенных для обеспечения закрывания, открывания и в целом хорошей работы рам.

В документе DE-U-9308539 описан соединительный узел для соединения поперечин и стоек, содержащий натяжной стержень между подвижными блоками.

Главная цель данного изобретения состоит в создании способа изготовления рам из дерева и алюминия или из ПВХ или других материалов, в котором используется более простое оборудование, и вследствие этого снижена стоимость изготовления по сравнению с существующими в настоящее время способами.

Дополнительная цель настоящего изобретения состоит в создании способа изготовления для получения рам из дерева и алюминия, ПВХ или других материалов, которые можно легко собрать и точно так же легко разобрать, так чтобы сборку, ремонт, обслуживание или замену частей можно было выполнить на рабочем месте.

Дополнительной целью изобретения является создание рам из дерева и алюминия, или из ПВХ, или из других материалов, которые обладают высокими эстетическими достоинствами, но в то же время предлагают наилучшие возможные характеристики уплотнения, теплоизоляции и функциональной надежности.

Указанные и другие цели достигаются с помощью способа изготовления рам из дерева и алюминия, ПВХ или других материалов, который включает этапы:

- обработки деталей из цельной древесины или из деревянных панелей с созданием углублений с узким поперечным сечением для размещения металлических элементов или элементов из ПВХ;

- сборки указанных деталей с созданием неподвижных и подвижных рам, выполняемой путем соединения поперечин и стоек рам с использованием уголков, расположенных в четырех углах рам, и полос или других установленных с натягом вокруг рам элементов, устойчивых к растяжению;

- закрепления с помощью шурупов металлических элементов или элементов из ПВХ в углублениях, выполненных на внутренних сторонах неподвижных рам и на наружных рамах подвижных рам;

- прикрепления к неподвижным и подвижным рамам петель, уплотнителей и других механических частей, предназначенных для обеспечения закрывания, открывания и в целом хорошей работы рам.

Сборку деревянных деталей для создания неподвижных и подвижных рам оконных или дверных рам выполняют с использованием металлических уголков и проходящих насквозь резьбовых стержней, расположенных наискось в углах рамы.

Углубления для металлических элементов в поперечном сечении имеют L-образную форму, и их создают путем выполнения продольных прорезей дисковыми пилами.

Способ, предложенный в изобретении, включает в себя также наложение наружных алюминиевых (или ПВХ) предохраняющих защитных, элементов, крайние стороны которых зажимают между металлическими элементами и деревянной рамой или между стеклянными филенками окна и деревянными рамами.

Рамы, полученные с использованием описанного выше способа, имеют высокие эстетические достоинства благодаря использованию цельной древесины или панелей для создания конструкций неподвижных и подвижных рам. Они также изготовлены при относительно умеренной стоимости в сравнении с рамами, находящимися в настоящее время в производстве, так как не требуют использования сложных инструментов или специального станочного оборудования для выполнения технологических операций при изготовлении деревянных деталей. Технологические операции в отличие от существующих в настоящее время включают, среди прочего, изготовление прямоугольных деревянных брусьев или штапиков, которые могут быть повторно использованы как обрамление оконных стекол, или стойки или поперечины для рам меньшего размера. Полученные рамы также имеют особенные и выгодные свойства, обусловленные тем, что они собраны из заменяемых элементов и частей, так что при необходимости они могут быть разобраны, при этом каждая часть рамы является заменяемой, что приводит к огромной экономии средств на обслуживание и ремонт.

Описание изобретения

Эти и другие особенности и преимущества данного изобретения станут более понятными из подробного описания, которое относится к предпочтительному, но не единственному варианту выполнения изобретения, проиллюстрированному лишь в виде не единственного и не ограничивающего примера на прилагаемых чертежах, на которых:

фиг.1 изображает в аксонометрии раму, полученную в соответствии с предлагаемым способом изготовления;

фиг.2а и 2b являются двумя детализированными изображениями части предлагаемой рамы;

фиг.3, 4 и 5 изображают разрезы, относящиеся к трем возможным вариантам выполнения предлагаемых рам;

фиг.6 изображает разрез, выполненный по линии VII-VII на фиг.7 и относящийся к части другой рамы, которая может быть изготовлена в соответствии с предлагаемым способом изготовления;

фиг.7 изображает разрез, выполненный по линии VII-VII на фиг.6;

фиг.8 изображает в аксонометрии часть рамы, изготовленной в соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения;

фиг.9 изображает срединное сечение рамы, показанной на фиг.8;

фиг.10 изображает разрез по линии XI-XI на фиг.11, относящийся к части дополнительного варианта выполнения рамы, изготовленной в соответствии с изобретением;

фиг.11 изображает разрез по линии Х-Х на фиг.10.

На фиг.1 номер 10 позиции относится к раме подвижной двери рамы в процессе изготовления. Рама состоит из двух стоек 11, 12 и двух поперечин 13 и 14, имеющих L-образный профиль 15 поперечного сечения и соединенных с использованием металлических уголков 16, которые расположены в четырех углах рамы, и полосы 17, изготовленной из металла и натянутой вокруг стоек и поперечин с использованием известных способов.

Фиг.2а изображает полосу 18, которая может быть натянута между двумя концами 19, 20 резьбового стержня 21, расположенного наискось в углу рамы 10' и создающего натягивающее усилие соответствующей величины на обеих сторонах угла, осуществляя идеальное соединение двух элементов 11' и 13' рамы благодаря совместному действию стержня 21, уголков 16 и полосы 18.

На фиг.2b изображено другое решение получения неподвижного соединения в каждом отдельном углу рамы 10'. Здесь используется резьбовой стержень 21', расположенный наклонно между двумя сторонами угла, совместно с уголком 16', концы которого связаны со стержнями 51, 52, установленными с возможностью скольжения в небольших корпусах 53, 54, полностью помещенных в углубления, предназначенные для них в деревянных деталях 11', 13' у концов 19', 20' стержня 21'. После скрепления стержня 21' с двумя корпусами 53, 54 с помощью имеющих отверстия цилиндров 55, 56, используемых также и в предыдущем варианте выполнения, устанавливают уголок 16', соединяя его концы со стержнями 51, 52, завершая, таким образом, сборку угла рамы путем создания натягивающего усилия на этих стержнях с использованием винтов 57, 58, осуществляющих взаимодействие между корпусами 53, 54 и двумя опорными площадками 59, 60 указанных стержней, расположенными с возможностью скольжения относительно корпусов 53, 54. Корпуса 53, 54 имеют пазы 61, 62, предназначенные для прохождения стержня 21' с обеспечением полной свободы движения для обеспечения легкой сборки рамы даже в том случае, когда могут быть некоторые конструктивные различия в собираемых элементах. Перед выполнением упомянутого выше соединения в раму 10 вставляют оконное стекло 22. Оконное стекло 22 может быть вставлено, например, в канавку 23, выполненную на внутренней стороне стоек и поперечин.

В соответствии с предлагаемым способом на наружных сторонах стоек и поперечин устанавливают металлические элементы для обеспечения надежного уплотнения и защиты от внешних условий, как это, например, изображено на фиг.3. Металлический элемент 24 накладывают на стойку 11, точно совмещая с полосой 17; элемент 24 плотно прилегает ко второму элементу 25, наложенному на стойку неподвижной рамы 26, относительно которой подвижная рама 10 может поворачиваться на петле 27.

Углубление 28 для металлических элементов в неподвижной раме 26 имеет очень узкое поперечное сечение; оно также имеет L-образную форму и расположено симметрично по отношению к другому углублению 15, выполненному в подвижной раме 10. Это значительно упрощает работу, которую необходимо выполнить на деревянных деталях рам, так как углубления могут быть образованы продольными прорезями, выполненными с использованием простых дисковых пил.

Вариант выполнения, представленный на фиг.3, также изображает защитный элемент 29, 29', изготовленный из алюминия и предназначенный для защиты поверхностей рамы, обращенных наружу здания. Этот элемент прикреплен к раме путем закрепления контактирующих краев между металлическими элементами и деревянной рамой. В частности, применительно к защитному элементу 29 неподвижной рамы 26 отметим, что только один его край зажат между элементом 25 и деревянной рамой 26, а другой край находится в контакте с конструкцией 30, к которой прикреплена неподвижная рама 26. Защитный элемент 29' подвижной рамы 11 прикреплен к раме благодаря тому, что один его край зажат между элементом 24 и деревянной рамой 11, а другой край зажат между оконным стеклом 22 и самой рамой 11.

На фиг.4 изображена зона контакта между двумя подвижными предлагаемыми оконными рамами 10, 40. Стойка 12 рамы 10 расположена точно напротив другой стойки 11 этой рамы 10, изображенной на фиг.3. К стойке 12 с помощью шурупов прикреплен металлический элемент 31, наложенный поверх полосы 17, соединяющей раму 10, и имеющий такую форму, что он точно соединяется с металлическим элементом 32, прикрепленным к подвижной оконной раме 40. Металлический элемент 32 также имеет поверхность 33, которая обращена наружу и к которой прикреплена съемная деревянная полоса 34.

Полоса 34 может быть получена из стоек 12 или 11, если они подвергаются доработке для получения углублений 15, 35 для элементов 24, 31.

Фиг.5 аналогична фиг.4. Однако в данном случае обеспечена полная тепловая изоляция между наружной и внутренней сторонами благодаря тому, что, в отличие от того, что описано выше, при использовании металлических элементов нет физической непрерывности между внутренней и наружной сторонами. Даже незначительная непрерывность может привести к передаче тепла между двумя сторонами рамы. В этой конструкции не может быть передачи, поскольку элементы 35, 36 и 37, находящиеся в контакте с наружной окружающей средой, соединены друг с другом с помощью неметаллических соединительных элементов 41. Тепловую изоляцию выполняют резиновые уплотнители 46, 47 специальной формы, вставленные между различными элементами.

В этом случае обе подвижные рамы 42, 43 оконной рамы собраны с использованием полос 44, 45, изготовленных из металлической ленты, а углубления для металлических элементов имеют очень узкий упрощенный поперечный профиль.

Вместо металлических полос могут также использоваться другие устойчивые к растяжению элементы, такие как, например, стальная проволока, ленты из полиэфира, пропиленовое и углеродное волокно и другие материалы.

Какой бы материал ни использовался, остаются очевидными преимущества предлагаемого изобретения применительно к стоимости изготовления рам и предложенной разборной конструкции. Также очевидно, что свойства остаются неизменными даже при внесении некоторых модификаций и изменений.

В целом, каждый соединительный узел для соединения элементов, используемых в качестве поперечин 130 и стоек 110, предпочтительно может содержать по меньшей мере один соединительный стержень 210, выполняющий функции натяжного стержня, расположенного с плотным прилеганием коаксиально внутри цилиндрического углубления 200, предварительно выполненного в соединенных поперечине 130 и стойке 110; по меньшей мере один блок 530, 540, предназначенный для взаимодействия со средствами, которые могут быть присоединены к концам стержня 210 для приведения натяжного стержня в натянутое состояние. Блок 530, 540 должен быть предварительно помещен с плотным прилеганием в полости 250, выполненные в поперечине 130 и стойке 110.

В частности, блок 530 имеет такую форму, что при его установке в соответствующую полость 250 восстанавливается форма того элемента, в котором эта полость выполнена - поперечины 130 или стойки 110. На своей обращенной наружу поверхности блок 530 имеет участки 510 и 520 частей или крыльев соответствующего элемента - поперечины 130 или стойки 110, так что после помещения блока в полость 250 в указанных частях или крыльях не образуются разрывы по длине элемента, в котором расположена полость 250. Если указанный элемент, поперечина 130 или стойка 110 не имеет упомянутых частей или крыльев (как на тех сторонах, которые входят в контакт со стеной или заглублены в нее), то корпус 540 снаружи выполнен цилиндрическим и прямолинейным с двумя параллельными плоскими основаниями, образующими утопленное углубление для размещения концов стержня 210. На концах стержня 210 имеются приспособления известного типа для создания напряженного состояния в натяжном стержне. Обычно указанные приспособления содержат винты 300, благодаря которым концы стержня 210 могут быть введены во взаимодействие с блоками 530, 540, что обеспечивает возможность приведения стержня 210 в натянутое состояние. Размещение между этими элементами пружинных шайб 350 поддерживает натягивающее усилие практически постоянным.

В варианте выполнения, изображенном на фиг.10 и 11, соединительный узел выполнен с использованием одного блока 530, размещенного в стойке 110, тогда как второй конец стержня 210 имеет резьбу и предназначен для ввинчивания в гайку, расположенную в штифте 550, вставленном в углубление, расположенное в поперечине 130.

В любом случае блоки 530 и 540 выполнены так, что они ограничены поверхностью прямого кругового цилиндра, которой специально придают размеры, позволяющие плотно разместить их в полостях или цилиндрических углублениях 250, расположенных в поперечинах и стойках 110. Простота форм и чрезвычайная простота конструкции (в частности, полостей 250) приводят к тому, что работа по изготовлению деталей и их сборка чрезвычайно просты и выполняются быстро.

Примененный в изобретении способ сборки также подразумевает, что деревянные профили изготовлены не только из цельного дерева, но также могут использоваться клеенные деревянные элементы (древесностружечные плиты) из древесины различных типов, покрытых шпоном в видимых местах и другими защитными материалами (ПВХ, сталь, алюминий и т.д.) в виде тонких листов в местах, например, подвергаемых атмосферным воздействиям.

Разумеется, размеры рам могут варьироваться в исключительно широких пределах, так как использование стоек и поперечин, изготовленных из дерева и имеющих большое поперечное сечение, не вносит изменений в используемые технологические способы, инструменты и станочное оборудование.

Очевидно, что указанные элементы, а также предохраняющие защитные элементы, накладываемые на наружные поверхности рам, могут быть выполнены из ПВХ или стали.

Форма элементов и уплотнителей, входящих в них, очевидно, может изменяться в соответствии с конкретным применением.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям окон и дверей. Изобретение позволит упростить монтаж оконных и дверных рам. Способ изготовления оконных и дверных рам на деревянной основе включает обработку деталей из цельной древесины или из деревянных панелей с созданием углублений с узким поперечным сечением для размещения металлических элементов или элементов из ПВХ, сборку указанных деталей с созданием неподвижных и подвижных рам, выполняемую путем соединения поперечин и стоек рам с использованием металлических уголков, расположенных в четырех углах рам, и элементов, установленных с натягом вокруг рам элементов и устойчивых к растяжению, закрепление с помощью винтов металлических элементов или элементов из ПВХ в углублениях, выполненных на внутренних сторонах неподвижных рам и на наружных рамах подвижных рам, прикрепление к неподвижным и подвижным рамам механических деталей, предназначенных для обеспечения закрывания, открывания и работы рам. Сборку деревянных деталей для создания неподвижных и подвижных рам осуществляют путем соединения поперечин и стоек рам с использованием металлических уголков резьбовых стержней, расположенных наискось в углах рамы и полос, натянутых между двумя концами стержней с обеспечением приложения на двух сторонах угла натягивающего усилия такой интенсивности, которая обеспечивает точное соединение поперечин и стоек, образующих угол. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ изготовления оконных и дверных рам на деревянной основе, включающий обработку деталей из цельной древесины или из деревянных панелей с созданием углублений с узким поперечным сечением для размещения металлических элементов или элементов из ПВХ; сборку указанных деталей с созданием неподвижных и подвижных рам, выполняемую путем соединения поперечин и стоек рам с использованием металлических уголков, расположенных в четырех углах рам, и элементов, установленных с натягом вокруг рам элементов и устойчивых к растяжению; закрепление с помощью винтов металлических элементов или элементов из ПВХ в углублениях, выполненных на внутренних сторонах неподвижных рам и на наружных рамах подвижных рам; прикрепление к неподвижным и подвижным рамам механических деталей, предназначенных для обеспечения закрывания, открывания и работы рам, причем сборку деревянных деталей для создания неподвижных и подвижных рам осуществляют путем соединения поперечин (13') и стоек (11') рам (10') с использованием металлических уголков (16), резьбовых стержней (21), расположенных наискось в углах рамы, и полос (18), натянутых между двумя концами (19, 20) указанных стержней (21) с обеспечением приложения на двух сторонах угла натягивающего усилия такой интенсивности, которая обеспечивает точное соединение поперечин (13') и стоек (11'), образующих угол.2. Способ по п.1, в котором сборку деревянных деталей для создания неподвижных и подвижных рам выполняют путем соединения поперечин (13') и стоек (11') рам (10') с использованием резьбовых стержней (21), проходящих наискось в углах рамы, и уголков (16'), концы которых прикреплены к стержням (51, 52), установленным с возможностью скольжения относительно корпусов (53, 54), полностью размещенных в полостях, выполненных в поперечинах (13') и стойках (11') в местах, соответствующих концам (19', 20') резьбового стержня (21'), причем натягивающее усилие прикладывают с помощью винтов (57, 58), осуществляющих взаимодействие между указанными корпусами (53, 54) и опорами (59, 60) стержней (51, 52), так что указанное усилие обеспечивает точное угловое соединение поперечин (13') и стоек (11').3. Способ по п.2, в котором углубления (15, 28, 35) для металлических элементов (24, 25, 31) выполняют с поперечным сечением L-образной формы и создают их путем резания деревянных деталей (11, 26, 12) рам (10) в продольном направлении.4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором накладывают наружные предохраняющие защитные элементы (29, 29'), изготовленные из алюминия или ПВХ, путем их запрессовывания между металлическими элементами и деревянной рамой или между канавками для стеклянной филенки окна и деревянными рамами.5. Рамы на деревянной основе, содержащие рамы, изготовленные из цельной древесины или из дерева в виде панелей, собранные путем соединения поперечин и стоек рам с использованием металлических уголков, расположенных в четырех углах рам, и элементов, установленных с натягом вокруг рам элементов, устойчивых к растяжению; углубления с узким поперечным сечением, расположенные в деревянных рамах и предназначенные для установки металлических или ПВХ элементов;

металлические или ПВХ элементы, прикрепленные с помощью винтов к неподвижным и подвижным рамам указанных рам соответственно в углублениях, выполненных на внутренних сторонах неподвижных рам и на наружных сторонах подвижных рам;

механические детали для обеспечения закрывания, открывания и работы рам,

причем указанные рамы, содержащие неподвижные рамы и подвижные рамы, собраны вместе путем соединения поперечин (13') и стоек (11') рам (10') с использованием металлических уголков (16), резьбовых стержней (21), проходящих наискось в углах рамы, и полос (18), натянутых между двумя концами (19, 20) указанных стержней (21) с обеспечением приложения на двух сторонах угла натягивающего усилия такой интенсивности, которая обеспечивает точное соединение поперечин (13') и стоек (11'), образующих угол.