Стыковое соединение элементов Советский патент 1978 года по МПК E04B1/38 

1

Изобретение относится к области строительства и может найти применение при соединении металлических конструкций, главным образом облегченных.

Известно стыковое соединение элементов, включающее криволинейный фланец на одном из элементов и фланец на другом элементе, заведенный в криволинейный фланец 1.

Недостатком известного решения является невысокая несущая способность соединения и сложность монтажа.

Известно также стыковое соединение элементов, включающее криволинейный фланец на одном из элементов и спиральный фланец на другом элементе, заведенный в криволинейный фланец 2.

Недостатком известного рещения является сложность монтажа.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Для этого внутренняя сторона криволинейного фланца выполнена с канавкой, высота которой соответствует высоте спирального фланца. Причем спиральный фланец выполнен с углом закручивания в пределах от 360° до 720

На фиг. приведена аксонометрическая проекция соединения, (на примере стыка ступени и перил лестницы); на фиг. 2 и 3 показаны этапы осуществления способа; на фиг. 4, 5 и 6 - использование способа для соединения перил со ступенями лестницы; на фиг. 7-10 - использование данного способа для изготовления колонны из отдельных элементов (А - Аи Б-Б).

Перила 1, изготовленные посредством экструдирования алюминиевого сплава, имеют две параллельные канав1Ш 2, расположенные на внутренней поверхности 3, а на каждом боковом фланце 4 перил находятся выдавленные закраины 5. Ступенька 6 соединяется с перилами 1 с помощью фланцев 7, которые скручиваются внутри соответствующих канавок 2.

Раздвижная стремянка или лестница собирается посредством взаимного скольжения закраины 5 смежных перил. На фиг. 2 и 3 ступенька б показана до ее прижатия к перилу 1 и после соединения с ним.

Если рассматривать канавку 2, как образованную в части корпуса 8, имеющего закраины 9, то внутренняя поверхность 10 канавки по существу дуговидная, и кромки 11 образуют продолговатое отверстие 2. Проходящий по длине канавки 2 фланец 7, который скручивается в канавке, имеет наружную поверхность 13, внутреннюю поверхность 14 и наружный конец

15. Вблизи наружного конца 15 фланец может изгибаться с кривизной наружной поверхности 13, в какой-то мере идентичной кривизне канавки 2 в позиции, где наружная поверхность 13 сначала соприкасается с внутренней дуговидной поверхпостью 10, когда фланец 7 входит в канавку 2.

Аналогично выполняется и соединение второго фланца ступени с канавкой перила. Для того, чтобы фланцы 7 легко входили в канавки 2, расстояние между кромками 11 должно быть меньше расстояния между внутренними кромками наружных концов 15. Длина каждой канавки 2 необязательно должна проходить по длине соответствующей перилы лестницы, в зависимости от соответствующей установки возможно выполнение нескольких центрированных канавок и каждая канавка имеет высоту, равную, по меньшей мере, высоте фланца.

Как показано на фиг. 2 фланец 7 движется вдоль линии, которая смещена от продольной оси канавки 2, и расположение отверстия только допускает смещенный ввод, когда фланец входит в отверстие из показанного положения. Однако на практике могут применяться другие комбинации установки отверстия и точки ввода фланца для достижения требуемой деформации фланца внутри соответствующей канавки.

Ступенька 6 может быть выполнена из ковкого металла, например алюминиевого сплава, который обычно применяется для изготовления стремянок и может иметь трубчатое сечение. Фланцы 7 могут быть образованы на каждом конце ступеньки 6 посредством обычных способов механической обработки, например, фрезерования конца части трубчатой заготовки для образования конфигурации, показанной на фиг. 2. Затем наружный конец каждого фланца соответственно изгибается. В данном применении конец ступеньки б обрабатывается таким образом, чтобы часть ступеньки между фланцами 7 соответствовала по конфигурации внутренней поверхности 16 перила между канавками 2, таким образом удлиненная часть 17 ступеньки 6 входит в паз 18 между канавками 14 и 16. При соединении ступеньки 6 с перилом 1 ступенька может удерживаться в неподвижномположении, а перила центрируются со ступенькой таким образо.м, чтобы фланцы 7 входили в канавки 2 через отверстия 12, когда перила движутся в направлении стрелки 19. Для продолжения этого движения и деформации фланцев внутри канавок к перилам может прилагаться внешнее усилие достаточной вели И: -. Для t ianiia такая деформация происходит тогда, когда наружная поверхность 13 соприкасается с внутренней дуговидной поверхностью 10 канавки 2. Таким образом, когда перила 1 движутся в направлении стрелки 9, наружный конец 15 ступеньки проходит вокруг внутренней дуговидной поверхности 10 перила, образуя по крайней мере, часть спирали. Такое движение наружного конца 15 определяет геометрическое место точек или траекторию, по которой может перемещаться больше, чем на 180 (фиг. 3) наружный конец (обычно от 360° до 720°).

Ось спирали, образованной в результате изгиба фланца 7, может проходить перпендикулярно оси, вдоль которой прилагается наружное усилие, а именно в направлении стрелки 19. Когда ступенька 6 закрепляется на месте, удлиненнная часть 17 упирается во внутреннюю поверхность 16, действуя как упор и регулируя степень скручивания каждого фланца в соответствующей канавке. Подобным образом происходит соединение обоих фланцев ступени с канавками перил.

Как перила 1, так и ступенька 6 должны изготавливаться из сравнительно прочного материала, чтобы во время прижатия ступеньки 6 к перилам 1 ни один из этих элементов не деформировался. Необходимо понять, что во время фрезерования заготовки ступеньки 6 толщина фланцев 7 должна быть такой, чтобы фланцы во время посадки могли деформироваться в соответствующих канавках.

Наружный конец 15 фланца 7 необязательно должен изгибаться как показано на фиг. 2,

потому что фланец 7 в его прямой форме после фрезерования может вставляться в канавку 2 и благодаря дуговидной конфигурации канавки 2 наружный конец 15 будет следовать вокруг внутренней поверхности 10. Для упрощения операции может применяться смазка и другое

подобное средство и, кроме того, можно закруглять наружную кромку наружного конца 15. Наружная закругленная кромка конца 15 может способствовать дальнейшему скручиванию фланца 7, когда наружный конец движется вокруг так, что наружная поверхность 13 соприкасается с внутренней поверхностью 14. В том случае, когда фланцы 7 не точно центрируются с канавками 2, кромки И соответствующих канавок могут закругляться и тем самым упрощается ввод фланцев в канавки.

Благодаря упругости каждого фланца, когда он деформируется внутри соответствующей канавки, изгибающее усилие может передаваться наружу на внутренней дуговидной поверхности каждой канавки. В результате фланец стремится остаться в канавке и положении, в которое его поместили там. Причем обычно отмечается очень незначительное скольжение фланца по длине канавки, если к ступеньке прилагается действующее вниз усилие, хотя изгибающее усилие, создаваемое свернутым в

спираль фланцем, будет зависеть от степени скручивания и материала, из которого сделан фланец. Для того, чтобы фланец не перемещался вдоль длины ступеньки, на сторонах каждой канавки могут быть сделаны упоры , которые уменьшают площадь поперечного сечения каждой канавки. Такие выступы могут быть образованы под или над ступенькой. Как показано на фиг. 1,- выступ 20 образован под фланцем 7 и подобные выступы могут быть образованы под фланцами ступенек с целью гарантии безопасности при применении такой лестницы.

Сопротивление такому виду движения может достигаться различными споЬобами и средствами, например путем образования неподвижной посадки между поверхностями 21 и 22 одного фланца и соответственно между поверхностями второго фланца (фиг; 3) посредством фрезерования каждого конца ступеньки 6 так, чтобы расстояние между поверхностями 21 равнялось или было меньше расстояния между поверхностями 22. Другие способы увеличения сопротивления кручения включают в себя образование выступов не только под каждой ступенькой, но также непосредственно над каждой ступенькой и для удерживания фланцев в требуемом положении внутри канавок может применяться клейкий материал, который может действовать как смазка во время прессования конструкционного соединения и затем установки и закрепления соединения после того, как оно будет образовано. Изобретение позволяет соединять любой элемент, имеющий фланец из ковкого материала, проходящий от его поверхности, который может помещаться в дуговидную канавку другого элемента и посредством сжатия обоих элементов фланец внутри канавки деформируется до спирали и оба элемента удерживаются в соединенной связи потому, что щирина части спирали, образованной внутри канавки больще ширины отверстия канавки. На фиг. 4, 5 и 6 показаны различные стадии, которые могут применяться для пригонки ступеньки 23 между двумя перилами стремянки 24. Фланцы на каждом конце ступеньки стремянки 23 сцентрированы с соответствующими канавками в перилах 24. На наружную поверхность каждого перила стремянки действуют прижимные блоки 25, причем на соответствующих наружных поверхностях расположены пружинные блоки 26, которые препятствуют изгибанию наружу или короблению фланца, когда он свертывается в спираль внутри соответствующей канавки. На фиг. 5 показано, как прижимные блоки 25движутся по направлению один к другому в направлении стрелок 26, уменьшая расстояние между перилами 24. Когда это происходит, каждый фланец свертывается в спираль внутри соответствующей канавки и каждый блок 26движется внутрь вдоль сторон ступеньки 23, обеспечивая главный ввод каждого фланца в канавку без какого-либо нежелательного коробления фланца во время посадки или пригонки. На фиг. 6 все прижимные блоки показаны в отведенном положении, позволяя удалять ступеньку стремянки 23, когда она соединяется с перилами 24. На фиг. 7 показана конусообразная колонна 27,состоящая из четырех идентичных элементов 28, соединенных вместе в соответствии с предложенным способом. Таким образом между четырьмя элементами образовано четыре конструкционных соединения и, если конструктивное соединение 29 находится между элементами 28,то соединение скошено по длине колонны 27. Другим отличительным признаком этой конструкции является то, что степень скручивания фланца внутри канавки может изменяться по длине конструкционного соединения между дву766мя элементами. В результате получается конусообразное соединение. Еще одним преимуществом изобретения является то, что не требуется точная обработка фланца и сторон канавок, потому что фланец может скручиваться внутри канавки до такой степени, которая допускает различия в механической обработке от оптимальной длины фланца и конфигурации сечения канавки. Таким образом, канавки можно сделать посредством выдавливания и фланцы также могут быть получены путем экструдирования, если это позволяют соединяемые элементы. На фиг. 8 показана промежуточная стадия образования колонны 27, где соединяются элементы 28, образуя две швеллерные .части. Затем фланцы элементов 28 центрируются с канавками элементов и посредством сжатия швеллерных частей по направлению друг к другу образуется колонна как показано на фиг. 7. На фиг. 9 и 10 показана колонна 27, разрезанная по А - А и Б - Б, где видно изменение степени скручивания фланцев внутри канавок по длине колонны. Такое изменение степени скручивания может достигаться посредством расположения прижимных блоков, которые применяются для сжатия- элементов таким образо.м, чтобы расстояние между блоками по их длине по существу было идентично конусу, необходимому вдоль соединения. В результате степень скручивания фланца элемента 28, в канавке смежного элемента (фиг. 9) значительно больше степени скручивания, показанного на фиг. 10. Кроме того, степень скручивания фланцев, пок анных на фиг. 0, очень близка к минимальной величине скручивания, которая требуется, в том смысле, что меньшая степень скручивания позволяет удалять любой один фланец из соответствующей канавки. Использование изобретения позволяет существенно упростить монтаж соединения. Формула изобретения 1. Стыковое соединение элементов, включающее криволинейный фланец па одно.м из элементов и спиральный фланец,на другом элементе, заведенный в криволинейный фланец, отличающееся тем, что, с целью упрощения монтажа соединения, внутренняя сторона криволинейного фланца выполнена с канавкой, высота которой соответствует высоте спирального фланца. 2. Стыковое соединение по п. 1, отличающееся тем, что спиральный фланец выполнен с углом закручивания в пределах от 360° до 720°. Источники информации, принятые во внимание ари экспертизе: 1.Патент США .V 3818669, кл. C11JA 2-582, 27.04.70. 2.Патент Франции № 2146691, кл. 60 р 3/00, 16.07.71.

W

fPuz.2

26

l

26

15

22

22

2/ fO

15

Фиг.:}

26 Zif

zs

I/

ITU

2