Пластина для стыковочного соединения профилей и профильных труб

Полезная модель относится к зажимным соединениям и может использоваться для соединения профилей и профильных труб при сборке легких строительных конструкций, таких как гаражи, теплицы, навесы или для сборки оград или заборов.
Из описания патента US 4211044 A, 08.07.1980 известна пластина, которую используют в рамочной системе для соединения профилей и профильных труб под углом друг к другу. Недостатком известной пластины является возможность ее соединения с элементами сборочной конструкции с использование винтовых соединений, что значительно увеличивает время монтажа и стоимость всей конструкции.
Более близкой к предлагаемой полезной модели (ее прототипом) является пластина для стыковочного соединения профилей и профильных труб разного сечения с выгнутыми ортогональными установочными пазами.
При стыковке профилей и труб пластину соединяют резьбовыми стержнями и гайками с другой такой же пластиной (описание к патенту RU 121537 U1, 27.10.2012).
Недостатком известной пластины является невозможность ее крепления на профиле или профильной трубе отдельно от другой такой же пластины. Установка посредством резьбовых стержней и гаек сразу двух платин требует дополнительных трудозатрат и значительно увеличивает время, необходимое для точной сборки соединения.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение технической проблемы, заключающейся в создании стыковочного элемента простой конструкции, обеспечивающего быстрое соединение профилей и профильных труб с минимальными трудозатратами.
Техническим результатом полезной модели является сокращение времени выполнения точного стыковочного соединения профилей и профильных труб.
Сущность полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, в которой пластина для стыковочного соединения профилей и профильных труб с крепежными отверстиями и с выгнутыми ортогональными сообщающимися установочными пазами, отличается от ближайшего аналога тем, что установочные пазы расположены в виде Т-образной фигуры и соединены дугообразными переходными участками, расположенными между стенкой паза поперечной части Т-образной фигуры и стенками паза продольной части Т-образной фигуры, причем, противоположная стенка паза поперечной части Т-образной фигуры выполнена в виде края пластины, а установочные пазы выполнены с расходящимися стенками, которые ориентированы ко дну паза и соединены с дном паза и с прилегающими частями пластины дугообразными участками с радиусом изгиба, равным, как минимум, половине толщины пластины, при этом в установочных пазах под самонарезающие винты выполнены отверстия с диаметрами меньше диаметров крепежных отверстий, расположенные симметрично центральному отверстию на продольной оси дна паза поперечной части Т-образной фигуры и на середине дна паза продольной части Т-образной фигуры.
Связь признаков предлагаемой полезной модели и ее технического результата заключается в том, что время выполнения точного стыковочного соединения профилей и профильных труб значительно сокращается, установкой на профиль или профильную трубу пружинящей пластины, которую предварительно фиксируют в нужном месте профиля или профильной трубы нажимом на ее среднюю часть.
Пластина, которая удерживается на профиле или профильной трубе за счет сдавливания профиля или трубы стенками установочных пазов, может быть легко передвинута или переставлена вдоль профиля или трубы без применения каких-либо инструментов. Фиксация в выбранном положении самонарезающим винтом, исключает случайное смещение при соединении пластины с другими элементами и сохраняет точность установки при дальнейшем монтаже конструкции.
Металл, из которого изготавливают пластину, как правило, стальной лист толщиной от 0,3 до 3 мм, не подвергается термообработке и возможность пластине пружинить обеспечивает форма ее элементов. С этой целью установочные пазы выполняют с расходящимися стенками, которые ориентированы ко дну паза и соединены с дном паза и с прилегающей частью пластины дугообразными участками с радиусом изгиба, равным, как минимум, половине толщины пластины.
Дугообразные переходные участки, которыми стенки ортогональных пазов соединены между собой, не допускают остаточной деформации стенок и сохраняют их пружинящие свойства длительный период.
Угол, под которым по дну паза ориентирована каждая из его стенок и радиус изгиба дугообразных участков, соединяющих стенку паза с его дном и с прилегающей частью пластины, получены экспериментально.
Расчеты этих параметров были проведены на основании известных в технике сведений, касающихся гибки металлов и сохранения их пружинящих свойств в зависимости от толщины заготовки. Испытания показали, что значения числовых диапазонов, являются их граничными значениями, за пределами которых технический результат полезной модели не достигается. В случае изменения граничных значений, включенных в формулу предлагаемой полезной модели, стенки установочных пазов пластины не могут удержать ее на профиле или профильной трубе или для их разведения необходимо значительное усилие, не позволяющее установить пластину в нужном для монтажа месте.
Выполнение пластины с отверстиями под самонарезающие винты, диаметры которых меньше диаметров крепежных отверстий позволяет минимизировать снижение пружинящих свойств металла дна каждого установочного паза.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 дана фронтальная проекция пластины и на фиг. 2 - общий вид пластины в аксонометрии.
Пластину 1 для стыковочного соединения профилей и профильных труб выполняют с крепежными отверстиями 2 и с выгнутыми ортогональными сообщающимися установочными пазами 3 и 4.
Установочные пазы 3 и 4 расположены в виде Т-образной фигуры и соединены дугообразными переходными участками 5 и 6, расположенными между стенкой паза 3 поперечной части Т-образной фигуры и стенками паза 4 продольной части Т-образной фигуры.
Противоположная стенка паза 3 поперечной части Т-образной фигуры выполнена в виде края пластины 1.
Расходящиеся стенки паза 3 и паза 4 ориентированы ко дну паза и соединены с дном паза и с прилегающими частями пластины 1 дугообразными участками 7 и 8.
Радиус изгиба дугообразных участков 7 и 8 равен, как минимум, половине толщины пластины 1.
Пластина 1 содержит установочные пазы 3 и 4 с отверстиями 9 под самонарезающие винты.
Диаметры отверстий 9 меньше диаметров крепежных отверстий 2. Одно отверстие 9 расположено на середине дна паза 4 продольной части Т-образной фигуры.
Другие отверстия 9 расположены на продольной оси дна паза 3 поперечной части Т-образной фигуры, причем, на середине дна паза 3 поперечной части Т-образной фигуры расположено центральное отверстие 9.
При стыковочном соединении профилей и профильных труб пластину 1 накладывают установочными пазами 3 и 4 на профиль или профильную трубу и фиксируют нажатием на ее средину.
Поскольку установочные пазы 3 и 4 выполнены с расходящимися стенками, каждая из которых ориентирована ко дну паза 3 и ко дну паза 4 и соединена с дном паза 3, с дном паза 4 и с прилегающей к стенке частью пластины 1 изогнутыми участками 7 и 8, стенки пазов 3 и 4 сжимают профиль или профильную трубу и не позволяют пластине 1 сместиться вдоль профиля или профильной трубы.
Дугообразные участки 7 и 8 с радиусом изгиба, равным, как минимум, половине толщины пластины 1, выполненные с двух сторон каждой стенки, обеспечивают пружинящие свойства пластины и исключают ее остаточную деформацию.
При необходимости пластину 1 легко сместить вдоль профиля или профильной трубы или переставить ее на другую часть собираемой конструкции.
Убедившись в точности установки, пластину 1 окончательно фиксируют в выбранном положении посредством ввинчивания самонарезающего винта, например, в отверстие 9, расположенное на середине дна паза 3 поперечной части Т-образной фигуры.
Фиксация пластины 1 на профиле или профильной трубе посредством самонарезающего винта в отверстии 9, позволяет осуществить дальнейшую сборку конструкции одному человеку, который, при помощи других отверстий 9, может зафиксировать в пазах 3 и 4 другие стыковочные элементы.
С пластиной 1, зафиксированной в нужном месте профиля или профильной трубы, сборка конструкции становится более удобной и быстрой.
Достижение технического результата полезной модели подтверждается примерами.
Пример 1. Пластина 1 для стыковочного соединения профилей и профильных труб, была изготовлена из листа стали толщиной 0,3 мм с крепежными отверстиями 2 и с выгнутыми ортогональными установочными пазами 3 и 4.
Расходящиеся стенки паза 3 и паза 4 ориентированы ко дну паза 3 и паза 4 под углом 1° и соединены, соответственно. с дном паза 3, с дном паза 4 и с прилегающей частью пластины 1 дугообразными участками 7 и 8 с радиусом изгиба, равным 0,6 мм, т.е. двум толщинам пластины 1.
Стенки ортогональных установочных пазов 3 и 4 соединены дугообразными переходными участками 5 и 6.
При установке пластины на горизонтальную балку стенки теплицы из металлического профиля пластина была зафиксирована на балке нажатием на ее середину. Пластина 1 была установлена на профиль без усилий, что подтвердило выбор угла наклона стенки ко дну паза 3 под углом 1° для пластины 1, изготовленной из листа минимально допустимой для нее толщины.
После проверки размеров пластина 1 была смещена на 12 мм и зафиксирована самонарезающим винтом в выбранном положении посредством ввинчивания самонарезающего винта в отверстие 9 на середине дна паза 3.
Сборка углового стыковочного соединения была завершена, после установки второй горизонтальной балки каркаса теплицы и второй пластины 1, установленной при помощи болтов, с противоположной стороны соединения. Монтаж второй горизонтальной балки каркаса теплицы был проведен без дополнительных измерений, т.к. болты, размещенные в крепежных отверстиях 2 двух пластин 1, исключили их смещение относительно друг друга. Поскольку монтажнику не требовался инструмент для корректировки положения пластины 1 ни в одном из соединений собираемой конструкции, время на сборку гаража значительно сократилось.
Пример 2.Пластина 1 для стыковочного соединения профилей и профильных труб, была изготовлена из листа стали толщиной 3 мм с крепежными отверстиями 2 и с выгнутыми ортогональными установочными пазами 3 и 4.
Расходящиеся стенки паза 3 и паза 4 ориентированы ко дну паза 3 и паза 4 под углом 2,5° и соединены, соответственно, с дном паза 3, с дном паза 4 и с прилегающей частью пластины 1 дугообразными участками 7 и 8 с радиусом изгиба, равным 12 мм, т.е. четырем толщинам пластины 1.
Стенки ортогональных установочных пазов 3 и 4 соединены дугообразными переходными участками 5 и 6.
При установке пластины на горизонтальную балку стенки гаража из металлического профиля пластина была зафиксирована на балке нажатием на ее середину. Пластина 1 была установлена на профиль с незначительным усилием, что подтвердило выбор угла наклона стенки ко дну паза 3 под углом 2,5° для пластины 1, изготовленной из листа максимально допустимой для нее толщины.
После проверки размеров пластина 1 была смещена на 4 мм и зафиксирована самонарезающим винтом в выбранном положении посредством ввинчивания самонарезающего винта в отверстие 9 на середине дна паза 3.
Сборка углового стыковочного соединения была завершена, после установки второй горизонтальной балки каркаса гаража и второй пластины 1, установленной при помощи болтов, с противоположной стороны соединения. Монтаж второй горизонтальной балки каркаса гаража был проведен без дополнительных измерений, т.к. болты, размещенные в крепежных отверстиях 2 двух пластин 1, исключили их смещение относительно друг друга. Поскольку монтажнику не требовался инструмент для корректировки положения пластины 1 ни в одном из соединений собираемой конструкции, время на сборку гаража значительно сократилось.