Узловое соединение стержней структурной конструкции Советский патент 1991 года по МПК E04B1/58 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в структурных конструкциях зданий и сооружений.

Цель изобретения - упрощение и ускорение монтажа и повышение надежности.

На фиг. 1 изображено узловое соединение, в котором шток прикреплен к наконечнику стержневого элемента, общий вид;на фиг. 2 - стержневой элемент со штоком, прикрепленным к наконечнику; на фиг. 3 - узловое соединение,в котором шток прикреплен к узловому элементу, общий вид; на фиг. 4 - крепежная деталь, разрез.

Узловое соединение стержней структурной конструкции включает узловой элемент 1, стержневые элементы 2 с наконечниками 3 и крепежные детали.

Каждая крепежная деталь выполнена в виде штока 4, прикрепленного к наконечнику 3 стержневого элемента 2 или к узловому элементу 1. Шток 4 взаимодействует с раструбом 5, прикрепленным к узловому элементу 1 или наконечнику 3 стержневого элемента 2. Шток 4 выполнен осесиммет- ричным переменного сечения, имеющим коническую поверхность 6 рабочего участка и выпуклую поверхность 7 входного участка, расширяющегося от торца до перехода 8 к рабочему участку, а раструб 5, переходящий в корпус 9, выполнен из сопряженных между собой и обращенных друг к другу меньшими основаниями конусов 10 и 11, имеющих в месте сопряжения горловину 12. Узловое соединение выполнено самозатягивающимся, автоматически фиксирующим шток 4 в раструбе 5, снабженном фиксатором в виде сепаратора 13с расклинивающими шариками 14, размещенными в сквозных выемках 15, расположенных в плоскости, перпендикулярной продольной оси сепаратора 13. Сквозные выемки 15 выполнены расширяющимися к наружной поверхности сепаратора 13, который прижат к раструбу 5 пружиной 16. Корпус 9 выполнен с разъемной торцовой заглушкой 17 и крепежной деталью 18. Шток 4 выполнен с упорной пластиной 19. Сепаратор 13 может быть снабжен размыкающим штифтом 20.

Узловое соединение выполнено в двух вариантах. В первом варианте шток 4 прикреплен к наконечнику 3 стержня 2, а раструб 5 закреплен в узловом элементе 1. Во втором варианте шток 4 прикреплен к узловому элементу 1, а раструб 5 закреплен в наконечнике 3 стержня 2.

Сборка узлового соединения в первом варианте состоит в подведении стержня 2 с закрепленным в наконечнике 3 штоком 4 к раструбу 5, закрепленному в узловом элементе 1. Без каких-либо выверок, небольшим усилием 2-5 кг, преодолевая сопротивление пружины 16, шток 4 вводят в раструб 5 и замыкают с заклиниванием шариков 14 между конической поверхностью 6 штока 4

и конической поверхностью 11 раструба 5. Сборка во втором варианте состоит в подведении стержня 2 с закрепленным в наконечнике 3 раструбом 5 к штоку 4, закрепленному в узловом элементе 1, и их

0 самозамыканию.

Соединение работает следующим образом.

Раструб 5, переходящий в корпус 9, имеет разъемную торцовую заглушку 17 и уста5 новленную в нем пружину 16. Последняя прижимает смонтированный в корпусе 9 сепаратор 13 к конической поверхности 11 раструба 5. При введении штока 4 во внутреннее пространство сепаратора 13 под

0 действием пружины 16 происходит заклинивание шариков 14, расположенных в сквозных выемках 15, между двумя коническими поверхностями 6 и 11, принадлежащими штоку 4 и раструбу 5.

5 Узловое соединение позволяет надежно передавать сжимающие и растягивающие усилия с сохранением своих характеристик. Усилие сжатия передается через торцовую поверхность раструба 5 и

0 упорную пластину 19 штока, а надежность передачи растягивающего усилия обеспечивается за счет заклинивания шариков 14 между коническими поверхностями 6 и 11 штока 4 и раструба 5.

5 При вибрационных нагрузках использование предлагаемой конструкции особо эффективно, так как отсутствует опасность саморазвинчивания болтов, присущая известным узловым соединениям, а происходит

0 дальнейшее самозаклинивание шариков 14 и самозатягивание соединения.

Наличие штифтов 20 или других аналогичных приспособлений позволяет размыкать узловое соединение, прикладывая

5 усилие, направленное на преодоление сопротивления пружины 16, отжимая сепаратор 13 и расклинивая шарики 14. При необходимости создания неразъемного узлового соединения размыкающий штифт 20

0 вынимается (вывинчивается). Возможно выполнение полностью неразъемного узлового соединения, выполненного изначально без размыкающих штифтов 20.

Изготовление конструкции возможно в

5 различных вариантах. Корпус с раструбом, шток и сепаратор могут быть выполнены горячепрассованными, штампованными или литыми с применением металлов или высокопрочных пластмасс. Возможны комбинации разных материалов, однако

расклинивающие шарики и рабочие поверхности штока и раструба должны быть достаточно твердыми, чтобы сопротивляться продавливанию шариков. Они могут быть термообработаны с целью поверхностного упрочнения материала.

Рабочие конические поверхности штока и раструба должны быть геометрически согласованы, чтобы обеспечивать надежное заклинивание соединения.

В конкретном примере корпус с раструбом, шток и сепаратор выполнены стальными, закаленными по рабочим поверхностям. Наружный диаметр корпуса 40-80 мм, длина 60-100 мм. Пример конкретного выпол- нения приведен для общепринятых размеров структурных конструкций, В общем случае размеры корпуса зависят от сечения стержней и требуемой несущей способности узлового соединения.

Применение предлагаемого узлового соединения обеспечивает упрощение монтажа и ускорение сборки структурных конструкций в связи с простотой выполнения рабочих операций, заключающихся в подведении друг к другу стержневых и узловых элементов и самозащелкивании. Структурные конструкции с предлагаемым узловым соединением могут монтироваться при по- вышенной радиации, под водой, на высокогорье, при низких температурах и т. п, Простота монтажных операций делает возможным применение роботов и манипуляторов.

Формула изобретения

1.Узловое соединение стержней структурной конструкции, включающее узловой элемент, стержневые элементы с наконечниками и крепежные детали, отличающееся гем, что, с целью упрощения и ускорения монтажа и повышения надежности, оно снабжено раструбом с фиксатором и прижимом, а каждая крепежная деталь выполнена в виде штока, прикрепленного к наконечнику стержневого элемента или к узловому элементу и взаимодействующего с раструбом, прикрепленным к узловому элементу или наконечнику стержневого элемента, причем шток выполнен переменного сечения с входным участком выпуклой формы и рабочим участком конической формы, а раструб выполнен в виде биконического цилиндра с сужающимся входным и расширяющимся рабочим участками.

2.Узловое соединение по п. 1, отличающееся тем, что фиксатор выполнен в виде конического сепаратора, снабженного сквозными выемками, расширяющимися наружу и расположенными в плоскости, перпендикулярной продольной оси сепаратора, в которых размещены шарики, расклинивающиеся между штоком и раструбом.

3.Узловое соединение по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что прижим выполнен в виде пружины.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в структурных конструкциях зданий и сооружений. Целью изобретения является упрощение и ускорение монтажа и повышение надежности. Узловое соединение стержней структурной конструкции включает узловой элемент, стержневые элементы с наконечниками и крепежные детали. Крепежная деталь выполнена в виде штока 4, прикрепленного к наконечнику 3 стержневого элемента 2 или к узловому элементу 1, взаимодействующего с раструбом 5. Шток 4 выполнен переменного сечения, с рабочим участком конической формы и выпуклым входным участком, а раструб 5 снабжен фиксатором и прижимом, например пружиной, и выполнен в виде биконического корпуса с сужающимся входным и расширяющимся рабочим участками. Фиксатор выполнен в виде конического сепаратора 13 с расклинивающимися шариками, размещенными в сквозных выемках, расширяющихся наружу и расположенных в плоскости, перпендикулярной продольной оси сепаратора. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Фиг.1

Ш

.. Л1...

:Ш

-;::&

4tljЈJJ.:-i.r

Фиг. 2

ФигЛ