УГЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПОЛЫХ ПРОФИЛЕЙ РАМ ОКОН И МОСКИТНЫХ СЕТОК

Полезная модель относится области строительных конструкций, а именно к угловому соединению полых металлических профилей, используемых в качестве рам окон и москитных сеток, а также подобных строительных конструкций.
Известно угловое соединение полых профилей, включающее пластинчатые вкладыши, имеющие скошенные концы для формирования между ними стыковочных поверхностей, выполненные в соответствии с габаритами полостей соединяемых профилей и снабжены крепежными элементами в виде подпружиненных фиксаторов, установленных в полостях вкладышей, для соединения вкладышей между собой на концах их стыковки и на противоположных концах для кинематической связи вкладышей со стенками профилей, причем в стенках соединяемых профилей напротив расположения крепежных элементов выполнены монтажные отверстия (патент РФ №117165, МПК Е06В 3/96, опубл. 20.06.2012 г.).
Недостатком известного устройства является его сложная конструкция, так как корпус соединителя состоит из двух разных частей сложной формы, изготавливаемых механической обработкой из литых заготовок, а также сложность сборки из-за наличия нескольких крепежных элементов - 2-х фиксаторов, 2-х пружин и 2-х вкладышей. Сборка осуществляется путем установки в элементы корпуса фиксаторов, пружин и вкладышей, а фиксация путем завальцовки вкладышей в корпусе, для чего необходимо наличие специального оборудования, что значительно усложняет сборку.
Известно угловое соединение полых профилей, содержащее полые профили, соединяемые концы которых срезаны под острым углом и зафиксированные соединительным элементом, выполненный литым в виде уголка с отверстиями, и крепежные элементы, с помощью которых соединительный элемент закреплен в профилях (патент RU №17559, МПК Е06В 3/96, опубл. 10.04.2001 г.).
К недостатку следует отнести сложность конструкции и сборки, так как закрепление соединительного элемента при монтаже осуществляется двумя винтами, в специальные отверстия, которые необходимо просверлить в профилях. Кроме того, выполнение соединительного элемента литым не обеспечивает точность его геометрических размеров требует их механической корректировки, что значительно усложняет сборку конструкции.
В настоящее время стали широко применяться москитные сетки, защищающие помещение от проникновения нежелательных насекомых, пуха, мелкого мусора и пыли. Кроме того, подобные конструкции должны оберегать от выпадения из окон домашних любимцев, и, самое главное, оберегать от этого детей.
Однако, существующие серийные конструкции москитных сеток не отвечают этим требованиям, а их угловое соединение профилей в виде пластмассовых наружных соединительных уголков не обеспечивают их надежного соединения. Фото на сайте: http://strport.ru/okna/moskitnaya-setka-na-okna (Приложение 1).
Для увеличения прочности и надежности соединения между собой пустотелых профилей применяются накладные пластмассовые или металлические накладные угловые элементы. Сайт: http://strport.ru/okna/moskitnaya-setka-na-okna (Приложение 2).
Следует отметить, что такие накладные угловые элементы являются дополнительными деталями, которые должен устанавливать сам потребитель. Кроме того, они не украшают внешний вид москитной сетки, а, скорей ухудшают его.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели, выбранным в качестве прототипа, является «Угловое соединение полых профилей рамы или окон», описанное в полезной модели RU №199347, с приоритетом от 26.05.2020.
Угловое соединение полых профилей рамы или окон содержит два срезанных на скос полых металлических профиля, состыкованных между собой по плоскостям среза и зафиксированных введенным в их полости цельным соединительным уголком с отверстиями для облегчения веса, который закреплен в полостях крепежными элементами.
Соединительный уголок выполнен из алюминиевого профиля, на двух противоположных сторонах уголка выполнены сквозные пазы для размещения крепежных элементов, причем крепежные элементы выполнены в виде фторопластовых прутков, экструдированных в пазы и выступающих над плоскостью сторон уголка.
При монтаже уголка происходит срезание лишнего фторопласта прутков выступающего из пазов.
К недостатку прототипа следует отнести то, что соединительный уголок состоит из двух элементов, а именно, из самого уголка из алюминиевого сплава и крепежного элемента, которые необходимо перед установкой уголков внутрь профиля соединить между собой, как утверждает автор методом экструзии, а также наличие отходов в виде срезанных участков прутов фторопласта при монтаже уголка.
Но, главный недостаток конструкции прототипа заключается в том, что уголок устанавливается внутрь профиля свободно и базируется не по всей боковой поверхности, а точечно, по выступающим над его плоскостью фторопластовым крепежным элементам, которые срезаются в размер внутреннего отверстия профиля, при его установке в профиль.
Фторопластовые прутки не могут выполнять функцию крепежа и не входят в такой перечень согласно ГОСТ 27017-86 «Изделия крепежные, термины и определения».
Следует отметить, что согласно (ГОСТ 10007-80) фторопласт характеризуется мягкостью и текучестью, его плотность составляет 2,18-2,21 г/см3. В технике этот показатель обычно называют как «хладотекучесть», При обычной температуре под небольшой нагрузкой фторопластовые детали начинают деформироваться или, как говорят «текут».
Кроме того, коэффициенты линейного теплового расширения у алюминия и фторопласта отличаются почти в два раза (любой справочник по техническим характеристикам пластмасс и металлов).
Эти обстоятельства вызывают сомнение в надежности крепления уголка внутри профиля, поскольку базирование осуществляется только по фторопластовым пруткам, подверженным «хладотекучести», то есть они будут деформироваться, уменьшаясь в размерах при обычных температурах.
Если учесть значительную разницу в коэффициентах линейного расширения у алюминия и фторопласта, то при низких температурах алюминиевый профиль будет сжиматься больше, чем фторопластовый пруток и, в силу этого, пруток будет уменьшаться по высоте. При высоких температурах алюминиевый профиль будет увеличиваться в размерах больше чем фторопластовый, уже сжатый пруток. Вследствие этих факторов между внутренней поверхностью профиля и торцом фторопластового прутка постепенно будет появляться и возрастать зазор, а угловое соединение начнет «хлябать» и перестанет выполнять соединительную функцию, обеспечивающую неразъемность конструкции.
Заявляемая полезная модель направлена на упрощение конструкции углового соединения и повышение надежности соединения полых профилей.
Поставленная задача решается за счет того, что в угловом соединении полых профилей рам окон и москитных сеток, содержащем два срезанных на скос полых металлических профиля, состыкованных между собой по плоскостям среза, металлический соединительный уголок с элементами его фиксации, вводимый в полости профилей, согласно полезной модели соединительный уголок выполнен из листового металла, и в сечении имеет форму швеллера со стенкой и полками. Элементы фиксации выполнены в виде продольных наружных выступов на внешней стороне стенки.
Толщина металлического листа составляет, предпочтительно в 1 мм, Эта величина обеспечивает достаточную жесткость конструкции соединительного уголка.
В качестве металла уголка может быть использована нержавеющая сталь, сталь с покрытием или алюминиевые сплавы.
На каждой стороне уголка выполнено, по меньшей мере, по два продольных выступа, взаимодействующих с внутренней поверхностью отверстия профиля.
Габаритные размеры сечения уголка в виде швеллера без учета высоты продольных наружных выступов, соответствуют внутренним размерам профиля.
Продольные выступы образованы путем вытяжки при штамповке, при этом, длина l каждого продольного выступа составляет не менее 0,4L длины стенки швеллера, а ширина каждого продольного выступа составляет 5-10 толщин листового металла и зависит от габаритов профилей рам, в которых используется соединительный уголок.
Общий габаритный размер, включающий высоту полок Н плюс высота h продольных выступов, превышает размер сопрягаемого отверстия профиля, на величину (0,01-0,1) мм, что обеспечивает натяг в соединении уголка с профилем.
При величине выступа менее 0,01 мм уменьшается величина внедрения стального выступа в тело алюминиевого профиля и снижается эффективность жесткой фиксации соединяемых элементов между собой.
При величине выступа более 0,1 мм возрастает величина внедрения стального выступа в тело алюминиевого профиля и возрастает усилие прессования и вероятность деформации профиля при соединении уголка с профилем.
Указанная величина (0,01-0,1) мм превышения размера соединительного уголка относительно величины сопрягаемого отверстия профиля, многократно превышает величину температурных отклонений стального соединительного уголка и алюминиевого профиля, что обеспечивает гарантийное соединение этих элементов в переделах колебаний температур на территории России.
Достигнутый технический результат заключается в том, что упрощается конструкции углового соединения, поскольку вместо двух деталей используется только одна.
Кроме того, повышается надежность соединения полых профилей, поскольку соединительный уголок устанавливается в полость профиля с натягом, так как выступы уголка внедряются в тело алюминиевого профиля на величину (0,01-0,1) мм, обеспечивая жесткую фиксацию взаимоположение сопрягаемых элементов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
Фиг. 1. Соединительный уголок. Вид в плане.
Фиг. 2. Вид по стрелке А с фиг. 1.
Фиг. 3. Сечение Б-Б с фиг. 1.
Фиг. 4. Схема конструкции заявляемого углового соединения профилей.
Угловое соединении полых профилей рам окон и москитных сеток, содержит два срезанных на скос полых металлических профиля 1, состыкованных между собой по плоскостям среза, металлический соединительный уголок 2, вводимый в полости профилей 1, с элементами его фиксации.
Соединительный уголок 2 выполнен из листового металла, толщиной предпочтительно в 1 мм и в сечении имеет форму швеллера со стенкой 3 и полками 4, а элементы фиксации выполнены в виде продольных наружных выступов 5 на внешней стороне стенки 3.
В качестве металла уголка 2 может быть использована нержавеющая сталь, сталь с покрытием или алюминиевые сплавы.
На каждой стороне уголка 2 выполнено, по меньшей мере, по два продольных наружных выступа 5, взаимодействующих с внутренней поверхностью отверстия профиля 1.
Для облегчения сборки концы полок 4 уголка срезаны на скос 6.
Габаритный размер Н по высоте полки 4 уголка 2, без учета высоты продольных наружных выступов 5, соответствуют внутренним размерам профиля.
Продольные выступы образованы 5 путем вытяжки при штамповке, при этом, длина l каждого продольного выступа 5 составляет не менее 0,4L длины стенки 4 швеллера, а ширина каждого продольного выступа составляет 5-10 толщин листового металла и зависит от габаритов рам, в которых используется соединительный уголок.
Общий габаритный размер В уголка, включающий высоту полок Н плюс высота h продольных выступов, превышает размер сопрягаемого отверстия профиля на величину (0,01-0,1) мм.
Сборку углового соединения производят следующим образом.
Соединительный уголок 2 устанавливают в полость профиля 1 и посредством прессования, например гидропресса, продвигают вперед до упора. При этом продольные наружные выступы 5 уголка 2 внедряются в тело алюминиевого профиля 1 с натягом на величину (0,01-0,1) мм, обеспечивая жесткую фиксацию взаимоположение сопрягаемых элементов.
Испытания, проведенные на изготовленных образцах, показали надежность углового соединения профилей.