Корпус объекта Советский патент 1986 года по МПК B63B3/16 B63B9/06 E04B1/02 

бруса и охватывающих своими полками сопряженные с ними боковую и торцо-вую стенки и-образного паза и, соответственно, внутреннюю стенку второй палки L-образного профиля выступа«

4.Корпус по пп, 1 и 3, о т л ичающийся тем, что С-образные скобы установлены неподвижно при помощи креггежных элементов,

5.Корпус по пп. 1-4,, о т л и .чающийся тем, что на сопряженные собой внутренние боковы стенки и дно U-образного паза на одной панели несоответственно, на наружные стенки полок Ь образного выступа на друх ой панели нанесен слей отверждающегося клея, который размещен в зазоре меж;а;у упомянутыми стенками и дном и-образного паза и, соответственно, стенками полок L-образного профиля выступа.

1. КОРПУС ОБЪЕКТА, преим щественно транспортного средства, содержащий ряд удлиненных панелей, имеющих на одной стороне вдоль одной продольной кромки и-образный паз, а на другой стороне вдоль другой продольной кромки- шпунтовый элемент, ширина которого по крайней мере частично меньше ширины U-образного паза, и соединенных последовательно между собой встык, о т л ичающийся тем, что, с целью уменьшения массы и снижения трудоемкости сборки, упомянутые U-образньй паз вдоль одной продольной кромки и шпунтовый элемент вдоль другой противоположной кромки каждой из панелей смещены в одну сторону от плоскости панели, при этом шпунтовый элемент включает вьшолненный на указанной другой стороне панели выступ Ь-образного профиля, первая консольная полка которого смещена от наружной поверхности панели вьшолненным на последней уступом, глубина которого равна толщине панели на участке одной продольной кромки, причем вторая полка L-образного профиля выступа шпунтового элемента на одной панели сопряжена с дном U-образного паза другой панели своей наружной стенкой, образуя своей внутренней стенкой совместно с внутренними боковыми стенками первой полки L-образного профиля выступа и соответственно и-образного паза продольный фиксиРУЮЕЩ1Й паз, при этом первая полка L-образного профиля выступа сопряжена с внутренней боковой стенкой Uобразного паза, смежной с наружной стенкой панели, а панели скреплены между собой одним или более прижимными брусьями, запрессованными в указанные соответствующие продольные СО фиксируюЕЦие пазы и сопряженными с внутренними стенками обоих полок L-образного профиля выступов соответствующих шпунтовых элементов, причем все продольные наружные кромки панелей сопряжены между собой, образуя сплошную наружную поверхность, причем ширина каждого прижимного бруса :полностью или частично больше ширины продольного фиксирующего паза. 2.Корпус по п, 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что прижимной брус расположен по всей длине U-образного паза. 3,Корпус по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что прижимной брус сн вьшолнен из отдельных частей, расположенных одна от другой с промежутками, а каждая панель снабжена группой разрезных G-образных скоб, размещенных в упомянутых промежутках между отдельными частями прижимного

Изобретение относится к области строительства и транспорта, в частности к корпусам объектов (трубам, контейнерам, лодкам, судам и т.д.).

Цель изобретения - уменьшение массы и снижение трудоемкости сборки корпуса объекта,

На фиг. 1 изображен в аксонометрии собранньй корпус, общий вид, на фиг. 2 - то же, вариант сборки; на фиг. 3 - узел крепления элементов корпуса, поперечньй разрез; на фиг. 4 - то же, второй вариант; на фиг. 5 - то же, третий вариант; на фиг, 6 - то же, четвертый вариант; на фиг. 7 - узел крепле1тя по фиг. 6, вид сверхуJ на фиг. 8 - собранный корпус, вариант исполнения; на фиг. 9 - собранный корпус парусной шлюпки, вид сбоку; на фиг. 10 нос корпуса лодки; на фиг. Г1 - корма корпуса лодки, боковая проекция; на фиг. 12 - то же, поперечное сечение i на фиг. 13 - собранньй корпус лодки, аксонометрическая проекция, на фиг. 14 - корпус, вариант сборки, ,на фиг.,5 - горизонтальный киль и элементы корпуса лодки, разрез; на фиг. 16 - участок соединения наружной обшивки и палубы лодки, аксонометрическая проекция; на фиг. 17корпус после сборки с армированием; на фиг. 18 - то же, вариант исполнения J на фиг. 19 - то же, вариант исполнения (поперечное сечение) , на фиг. 20 - труба, собранная в соответствии с изобретением.

На фиг„ 1 схематически изображена часть корпуса из обшивок, изготовленная из трех удлиненных панелей 1, 2 и 3. Эти панели могут быть изготовлены из клееного и спресованного древесного материала, предпочтительно изготавливаются формованием или экст- рудированием из :гшастмасс, алюминия или подходящих сплавов. Для судов

или лодок наиболее подходящих являются профили из легкого металла, например алюминия.,

Панели имеют одинаковую толщину

по всей поверхности, определяемую расчетами прочности для данного материала. Вдоль продольной кромки А панель 2 снабжена внешним соединитель ным элементом 4 в виде углового элемента, отходящего от главной плоскости панели и образующего U-образньй паз Б с нижним участком 5 основной плоскости панели. Вдоль противоположной продольной кромки в панель 2 имеет охватываемьш вшунтовый элемент, выполненньй в виде выступа 6 перевернутого L-образного профиля, отходящего от наружной плоскости 7 панели, причем длина одной полки 8 этого

выступа равна длине нижнего участка 5 основной плоскости, а ширина другой полки 9 равна или предпочтительно меньше ширины паза Б. Предпочтительно охватываемьй выступ 6 L-образного профиля смещен на некоторое расстояние от наружной плоскости 7 панеши в том же направлении, что и внешний соединительньй элемент 4, и на расстояние, соответствующее толщине нижнего участка 5 основной плоскости панели. Нижний участок 5 и верхняя сторона основной плоскости панели могут иметь уклон (см. фиг. 1) для обеспечения удлиненной уплотняющей поверхности; угол накло на нижнего участка к основной плоскости панели может быть больше, чем соответствующий угол наклона верхне кромки основной плоскости, для обес печения наиболее плотного контакта между панелями на ровной наружной поверхности корпуса из обшивок. Тол щина второй полки 9 значительно мен ше, чем высота наружной боковой сте ки 10 соединительного элемента 4, и полка 9 образует продольньм фиксиру паз 1 1 для соединенных участков панелей, в которьм установлены один или более прижимных брусьев 12, В случаях, когда панели соединяются без использования дополнительных элементов крепления между U-образным пазом и L-образного профиля выступом и между прижимными брусьями и соответствующими участками панели простенок 13 паза нагревается с цель его расщирения и прижимной брус (бру сья) 12 вставляется в фиксирующий паз 11. При сборке корпуса из обшивок выступ 6 L-образного профиля вставляется в паз Б смежной панели, полк 9 выступа прижимается к нижней части паза и затем один или более пружинных брусьев 12 вставляются в фиксирующий паз 11, в результате чего вы туп 6 прижимается к нижнему участку 5 панели. Прижимные брусья 12 могут быть выполнены с коническими поверхностями и с усилием вставляться в фиксирующий паз 11, а также в виде плоских параллельных ребер, которые вставляются в фиксирующий паз в охлажденном состоянии, а затем приобретают ту же температуру, что и панели, и расщиряются, обеспечивая постоянное прижимное соединение между выступом 6 и нижним участком 5 панели и, соответственно, простенком 13 и-образного паза. В этом случае прижимной брус (брусья) 12 расширяется (его ширина несколько превышает номинальную пюрину фиксирующего паза 11). Можно также нагревать и нижний участок, при этом он расширяется, и прижимной брус (брусья) вставляется в паз 11. Прижимные брусья 12 могут представлять собой короткие отрезки металлических ребер, а также ребра, проходящие по всей длине панели. Для получения более надежного герметичного соединения слой клея 14 предпочтительно наносится с одной стороны меж,цу дном U-образного паза и нижним участком 5 панелии с другой стороны между второй 9 и первой 8 полками выступа в образованньй этими элементами зазор. Предпочтительно затвердеваюощй слой клея, например пленка, наносится на выступ 6 перед тем, как последний вставляется в паз Б. После того как обе панели соединены, они сжимаются с помощью прижимных брусьев 12. Полученная таким образом конструкция нагревается вдоль одного соединительного участка или предпочтительно как целая структура до температуры затвердевания клея, и под воздействием прилшмных брусьев получается прочное клеевое соединение в дополнение к механическому, полученному при взаимодействии паза Б выступа 6 и прижимных брусьев 12. Полученная структура легка, прочна и может рассматриваться как цельная конструкция. Такзю конструкцию из обшивок можно построить в любом месте последовательным соединением нескольких панелей, в этом случае затвердевание слоя клея 14 предпочтительно проводится для всех соединений одновременно после механического соединения конструкции .. -Панели также могут быть снабжены продольно расположенными Т-образными отводами 15, с помощью которых корпус из может устанавливаться соответствующим образом, при необходимости между отводами 15 могут быть размещены изоляционный материал или внутренняя отделка. Панели 1, 2 и 3 могут быть установлены горизонтально, вертикально, или под любым углом к горизонтальной и вертикальной плоскостям соответственно . Согласно другому варианту собраного корпуса (фиг. 2) панели 1,2 и соединяются так, как описано вые, но вместо прижимных брусьев исользуются G-образные скобы 16, имеЕЩие основное плечо (полку) 17, верх-i ИИ отросток (полку) 18, нижний отросток (полку) 19 и приш-1мную часть 20. Верхний отросток 18 находится в контакте с простенком 13 внутреннего соединительного элемента 4, прижимная часть 20 прижимает L-образный выступ 6 ко дну и-образного паза Б и к нижнему участку 5 панели,, G-образные скобы 16 могут быть изготовлены из того же материала, что и панели, или из любого другого материала, но предпочтительно изготавливаются из материала высокой прочности, обладающего пружинящими свойствами. На фиг. 2 показана сборка элементов, образующих обшивку,, на вертикальной опоре (раме) 21 судна или на любом другом опорном элем€;нте. В этом случае основное плечо 17 -Gобразной скобы несколько шире, а скоба крепится на вертикальной опоре 21 с помощью заклепок 22, винтов или болтов. Постройка и Монтаж конструкции, показанной на фиг. 2, осуществляется следующим образом. На выступ 6 или паз Б одной пане ли наносится слой 14 клея, а выступ 6 одной панели затем вставляется в паз Б соседней панели. Полка 9 выст па впрессовывается в нижнюю часть паза Б с помощью соответствующего инструмента, а сбоку устана1зливает ся необходимое число G-образных ско Эти скобы могут быть удлиненными ребрами, охватывающими весь шов пан лей, или короткими зажимными скобами (см. фиг. 2). В этом случае коротки или длинные прижимные брусья такого же типа, что и брусья на фиг. 1, впрессовываются в фиксирующий паз 1 между скоба т 16. Если необходимо получить герметичное и прочное соед нение, то прижимной брус такой же длины, что и расстояние между С-образными скобами, зажимается в фикси рующий паз 1 1 . Отдельные при:жимные брусья 12 большого и малого размера вставляются в фиксирующий паз в холодном состоянии. После достижения температурой всей конструкции одина кового значения обеспечивается жела емое прижимное действие. При желании корпус из обшивок может устанав ливаться на рамах 21 или onojoax таКИМ образом, что G-образные скобы 1 крепятся заклепками, винтами или ка ким-либо другим образом к рамам. Пр 10 необходимости окончательная наладка может быть осуществлена установкой отдельных прижимных брусьев между G-образными скобами. Получаемая таким образом ровная наружная поверхность корпуса o6bFiHo не нуждается в ишифовке, игпаклевке или покраске. Согласно варианту крепления панелей корпуса, показанному на фиг.З, прижимной брус 12 выполнен с перед -ней частью 23, расположенной напротив плоскости панели, причем передняя часть 23 прия1лмного бруса находится в контакте сверху и сзади с соответствующей передней частью или плечом 24 в конце наружной боковой стенки 10 и-образного паза. Такая связь обеспечивает очень прочное и надежное соединение, особенно если пленка клея нанесена на всю поверхность соединения между прижимными брусьями с одной стороны и внешними и внутренними соедините,пьными элементами с другой стороны. На фиг. 4 показан прижимной брус G-образной скобы, выполненный с Тобразным выступом 25, выступающим от плоскости панелей, причем этот выступ может служит в качестве опоры, или несущего плеча для корпуса из общивок, кроме того, на нем могут крепиться разнообразные элементы, такие как изоляционный материал и т.д. В этом случае верхний выступ 26 G-образной скобы уменьшен для того, чтобы закрецлять скобу на наружном соединительном элементе без необходимости установки этой скобы на место сбоку. На фиг. 5 показан другой вариант выполнения прижимного бруса, снабженного опорным выступом. Верхний выступ G-образной скобы заменен отдельным буртиком 27, который посредством винта 28, заклепки или другим образом крепится к выступу 25 после того, как скоба установлена в место соединения. Буртик 27 проходит над простенком 13 внешнего соединительного элемента 4, и скоба не может освободиться из места соединения.. Согласно варианту исполнения, представленному на фиг. 6 и 7, скоба выполнена из двух частей, нижняя часть в виде крюка 29, предназначенного для вставки в. фиксирующий паз между двумя панелями, и верхняя часть в виде крюка 30, который крепится в основном плече 31 нижнего крюка 29 и контактирует с верхней частью простенка 13 внещнего соедин тельного элемента верхним отростком 32. . Нижний и верхний крюки выполнены с отверстиями 33 для винтов или бол тов . Такое вьшолнение G-образных скоб позволяет осуществлять сборку панелей с различными сторонами соединительных элементов. Соединительная скоба, изображенная на фиг. 4, 5 и 6, позволяет сни зить размеры соединительных элементов, так как они подвергаются очень малым усилиям скручивания при установке и в эксплуатации. Сама скоба представляет собой основное несущее скрепленное средство. На фиг. 9 показана парусная шлюп ка, имеющая корпус 34, киль 35 и руль 36. Тело корпуса состоит из большого числа удлиненных панелей 37 -равной ширины, снабженных соединительными элементами у продольных кромок. Панели согнуты в соответст вии с формой корпуса и соединены посредством упог- янутых соединительных элементов. В транспортных средствах, особен но в лодках, самолетах и воздушных кораблях, корпус подвержен воздейст вию совокупных усилий, причем дo iинирующий и самый серьезньй ко1 тонен усилия обычно или по крайней мере при неблагоприятных обстоятельствах направлен под углом от горизонтального направления и прямо в направле нии движения корпуса и в вертикальном направлении к корпусе, т.е. в полюсной угловой системе. Доминирующий компонент усилия направлен под углом 270-360° при условии, что тран спортное средство перемещается под углом 90. Так как наибольшая прочность соединений между панелями наблюдается в продольном направлении соединения, а эти соединения представляют собой самое слабое место конструкции, то очень важно, чтобы эти соединения имели направление, максимально приближающееся к параллельному направлению по отношению к доминирующему компоненту усилия. В соответствии с изобретением изогн тые панели 37 корпуса размещаются так, чтобы их швы 38 в полюсной угловой системе проходили под углом 90-180 . По соображениям сопротивления и во избежание необходимости использования очень длинных панелей корпуса и вертикальных швов в продольном направлении изогнутые панели 37 предпочтительно располагаются под углом 120-180° по полюсной угловой системе. В соответствии с формой корпуса угол панелей может слегка меняться по длине корпуса,не долженбыть по-возможности рассчитан так, чтобы ни одна панель не располагалась под углом свыше 180. В корпусе, показанном на фиг. 9, изогнутые панели в основном находятся под углом 130-140°. Корпус может быть собран так, что панели 37 расположены вокруг всего корпуса от одного борта 39 до другого, т.е. корпус имеет круглое дно. Панели можно соединять под большим или меньшим углом у днища корпуса посредством отдельной килевой обшивки 40 (см. фиг. 10). Килевая обомвка. 40 состоит предпочтительно из нескольких частей, соединенных между собой и должна быть выполнена в соответствии с желаемым профилем киля в продольном и поперечном направлениях корпуса. Как и в корпусах обычных лодок, киль может быть заостренным в носовой части и более закругленным или плоским ближе к килевой части. У кромок корпус может быть выполнен с краевой плитой, например с угловой краевой плитой 41, которая одной стороной соединена с панелями 37 корпуса, а с другой стороны - с аналогичными панелями 42, образующими палубу лодки. Эти краевые плиты могут бьп-ь изготовлены из алюминия способом литья под давлением. В кормовой части корпус также может быть вьшолнен из кормовьк панелей того же типа, что и панели 37 и 42. Кормовые панели соединены с панелями 37 корпуса с помощью углового кормового профиля 43 того же типа, что и плита 41 кромки. Корпус может быть собран в вогнутой форме, на выпуклой форме, на рамах или в виде свободно стоящей конструкции (фиг. 13) или с помощью вспомогательных рам, которые удаляются после окончательной сборки. Корпус может быть построен любьм извест ным способом, Панель для корпуса, палубы или кормы (фиг. 14) включает центральную плоскость или часть панели 44, которая вдоль одной продольной кромки снабжена соединительным элементом 4 выполненным в виде углового выступа образующего обращенный наружу U-образньй паз Б, вдоль противоположной продольной кромки имеется выступ 6 L-образного профиля для соединения с пазом Б. Выступы 6 (по крайней ме ре их часть) уже, чем паз Б, поэтом ребра или клинья, входя в паз, сжим ют выступ 6 и паз в плоскостях, параллельной плоскости панели и перпендикулярной этой плоскости. Для поддержания панелей в соеди нении, а также в качестве монтажного места между обшивкой корпуса и рамами 21 применяются С-обраяные скобы 16 (см. фиг. 14). Эти скобы охватывают угловой выступ сое.динительного элемента 4 и входят в свободное пространство паэа Б. Рамы 21 могут крепиться к С-образным скобам посредством болтов, винтов, заклепок и т.д. Скобы 16 могут крепиться в тех местах, где имеются такие элементы, как рамы, переборки или т.п., для того, чтобы обшивка была неподвижной. G-образные скобы крепятся после того, как выступ 6 вста лен в паз, а между скобами 13 в сво бодное пространство паза вставлены ребра или клинья. Скобы изготавливаются разными методами.. На фиг. 16 показана скоба, образованная из двух половин одна половина плечом 31 связана с угловым выступом соединительного элемента 4 и выступом 6, а другая половина отростком 32 - с верхней частью углового выступа соединительного элемен та 4. Обе половины скобы соединены посредством заклепок или болтов через раму 21. Для придания прочности и герметичности всей конструкции паз,выступ и все другие элементы панели можно соединить с помощью слоя клея 14, причем клеевое соединение должно обладать высокой прочностью на срез. Клей может быть в виде жидкости или пленки, наносимьй между швами соединения. Используются следующие типы клея: эпоксидный, фенольный, полиуретановый, полиамидный, фенолвиниловый, фенолнитрильный и эпоксидно-полиамидньш. Особенно предпочтителен эпоксидно-полиамидный клей (найлон) в виде склеивающей пленки с прочностью на срез до.400 кг/см он рекомендуется для koнcтpyкций, испытывающих большие Нагрузки. На фиг. 13 показан корпус, в кото ром его панели или панели 37 обшивки собраны так, что внутри создают ребристую структуру из угловых выступов соединительных элементов 4 и выступов 6, образуя прочное армирование под желаемым полюсным углом 90-180 по отношению в направлению движения корпуса. Корпус (фиг. 13) вьшолнен с килевой плитой 40, к которой привинчивается или крепится каким-либо другим способом обшивка. Килевая плита 40 может быть изготовлена из нескольких частей, со1гдиняемых посредством соединительной плиты 45. Т-образные пазы 46 (фиг. 15) расположены рядом с двумя боковыми кромками килевой плиты. В пазах 46 болты 47 могут перемещаться в необходимое положение. Панели 37 кромками крепятся с внутренней стороны килевой плиты 40 посредством болтов 47. Болты 47 могут проходить к угловым выступам соединительных элементов 4 или в любом другом месте вдоль центральной части панеши 44. Плита палубной панели 42 тоже может иметь продольньш Т-образньй паз 48 между обшивкой и палубой, предназначенной для крепления 37 и панелей 42 палубы. Аналогично профиль кормы 49 вьшолняется с Т-образными пазами для панелей 37 и панелей кормы 49. Над отводами (рамами) 15 внутри корпуса могут крепиться переборки или другие поперечные опорные средства, однако корпус может быть и Свободно стоящим. Во избежание коробления или изменения панелей применяются спетдиальные опорные профили 50 (фиг. 17). Эти профили устанавливаются вместо G-образных скоб или в дополнение к ним для соединения углового выступа соединительного элемента 4 с пазом Б, а также для зацепления с задней частью соседнего опорного профиля или с G-образной i скобой 16 на противоположной кромке панели. Опорные профили 50 могут быть установлены в любом месте,где корпус может подвергнуться чрезмерным напряжением или где есть опасность коробления в случае применения очень тонких панелей. Как и скобы, опорные профили и любые другие внутренние элементы могут устанавливаться после сборки корпуса. Опорный профиль 51 (фиг. 18), в котором перемычка расширена для обе печения контакта со всей внутренней поверхностью панели, применяется для сильно нагруженных конструкций или частей корпуса. Выступающий сцеп ляющий шплинт 32 опорного профиля 5 и выступ краевой панели или какаянибудь другая часть конструкции могу быть выполнены с канавками, в которые при необходимости вставляются отдельные уплотняющие буртики 53, например, из резины. Краевая панель (фиг. 19), нижняя часть 54 которой, образующая U-образный паз, выполнена, существенно прочнее, чем описанные выше соответствующие участки,может использоватьЮ

/

Фаг. 01 ся для непосредственного крепления рам, переборок и других элементов. На фиг. 20 изображена труба, изготовленная из панелей 37 в соответствии с изобретением. Панели собираются в продольном направлении трубы или в спиральном,как показано на фиг. 20, соединения вьшолняются внутри трубы либо , а между этими участками может устанавливаться изолируюыщй материал. Если соединение выполняется внутри трубы, то преимущество заключается в том, что эти участки создают благоприятный винтообразный поток жидкости, тем самым обеспечивая быстрый ламинарный поток. Трубы этого типа могут использоваться как для жидкостей, так и для газов, например для водопроводов, дренажных труб, труб для транспортировки нефти, газа, для дымовых труб и т.д. Для изготовления цельного тела или корпуса с внешними дополнительными частями, такими как киль или корпус лодки последние могут быть изготовлены отдельно и скреплены болтами в килевой плите 40 или непосредственно на краевых панелях 37.

Фи.5

J3 ЗЛ

Фаг. 6

.0

29

Фиг. 7

Фс/з.9

Фс/г. //

/

-37

3

О (Рс/г./2

52

-37

/2

. /5

J7

Фиг. 20