СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕКОРАТИВНО-ПРИКЛАДНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПРОФИЛЬНЫХ ТРУБ И ИЗДЕЛИЯ, ПОЛУЧЕННЫЕ УКАЗАННЫМ СПОСОБОМ
PRODUCTION OF DECORATIVE ARTICLES FROM SHAPED PIPES AND ARTICLES THUS MADE

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям решетчатых устройств, в том числе и объемных, и может быть использовано при изготовлении декоративно-прикладных изделий, в том числе садово-парковой мебели, заборов, решеток и т.п., из профильной стальной трубы различными методами.
В настоящее время штамповка деталей из квадратной или прямоугольной стальной трубы находит ограниченное применение из-за высокой вероятности технико-эстетического брака и высокой энергоемкости. При плющении детали может происходить расширение трубы в месте плющения. При гибке квадратной или прямоугольной трубы может происходить гофрирование стенок, при этом изгиб боковых стенок «на ребро» требует большого технологического усилия.
Широко известны сварные решетки, выполненные из металлических частей, приваренных друг к другу. Наиболее прочными из них являются решетки, состоящие из цельных прутков, которые обоими своими концами закреплены на раме, расположенной по периметру решетки.
Недостатком таких решеток является то, что прутки расположены внахлест в двух и более плоскостях, что делает конструкцию громоздкой, а сварные швы, образуемые при сваривании прутков между собой, видны невооруженным взглядом даже после обработки. Это значительно снижает потребительские качества решетки как товара народного потребления. Решетки таких конструкций трудоемки в производстве, их изготавливают, как правило, вручную.
Известна конструкция оконной защитной решетки по патенту Великобритании GB 2313394 A, состоящей из вертикально расположенных прутков и горизонтально расположенных рамок.
Недостатком такой защитной решетки является то, что горизонтальные рамки, удерживающие вертикальные прутки, выполнены из тонкостенного материала, что значительно снижает прочность конструкции.
Известна конструкция защитной решетки по патенту Германии DT 2544212 A1. Металлическая решетка выполнена из пластин, причем горизонтальные пластины скреплены с крайними вертикальными пластинами с помощью заклепок, а вертикально расположенные пластины зафиксированы на раме при помощи загиба их концов.
Недостатком такой решетчатой конструкции является то, что пластины внутри решетки между собой не скреплены, что снижает прочность всей конструкции. Другим недостатком является то, что пластины должны быть достаточно широки, чтобы обеспечить прочность решетки, что делает конструкцию визуально массивной и уменьшает площадь пропускания света в помещение.
Известна решетчатая конструкция по европейскому патенту EP 1182318 A2. Решетчатая конструкция состоит из решетки и декоративных покрытий, а конструктивные элементы унифицированы.
Недостатком такой решетчатой конструкции является то, что она выполнена из коротких стержней и зажимных элементов, которые соединены между собой при помощи болтов и гаек. Эта конструкция имеет малую прочность на ударные нагрузки. В конструкции отсутствует цельнометаллическая рама, располагаемая по периметру решетки, а каждый крайний стержень прикреплен непосредственно к стене проема, тем самым образуя множество крепежных узлов, усложняющих установку решетчатой конструкции на месте.
Известна защитная решетчатая конструкция, включающая, как минимум, решетку, выполненную из прутков, часть которых расположена под углом к другой части этих прутков, и декоративные накладки, установленные, по крайней мере, в нескольких местах пересечений прутков решетки, в которой в прутках в местах их взаимного пересечения выполнены пазы, обращенные друг к другу и совмещенные таким образом, что в этих местах образованы замковые соединения, причем места этих соединений скреплены при помощи сварки, при этом пазы в прутках выполнены через расстояния, равные соответствующей стороне ячейки решетки, а ширина каждого паза равна ширине прутка, вставляемого в этот паз, а его глубина равна половине толщины вставляемого в этот паз прутка, причем декоративные накладки установлены с обеих сторон плоскости решетки и закреплены на решетчатой конструкции, по крайней мере, путем самозацепления.
Известна декоративная накладка на пересечение прутков для указанной решетки, состоящая, как минимум, из одной детали, выполненная из любого известного твердого материала любым из известных способов литья, штамповки, обработки, при этом накладка имеет выступы для крепления накладки к решетчатой конструкции путем зацепления этих выступов за поверхность решетки либо другой накладки в заданных местах таким образом, чтобы обеспечить прочное скрепление (патент РФ на изобретение №2387781, МПК: E06B 9/01 - прототип).
Основными недостатками данной защитной решетчатой конструкции является ее сложность и трудоемкость, обусловленная необходимостью фрезерования пазов в элементах конструкции для их стыковки между собой. Кроме этого, при наличии перекосов элементов в сварной конструкции решетки, вызванных неточностью сборки и монтажа, неизбежным неравномерным нагревом при сварке и охлаждении зацепные элементы декоративных накладок, выполненных по принципу самозацепления, могут не войти в зацепление друг с другом. Кроме этого, необходимо применять накладки, по крайней мере, двух типов - с наружным и внутренним зацеплением, что приводит к расширению номенклатуры применяемых деталей и усложнению процесса сборки. Также необходимо отметить, что указанные накладки не являются силовыми элементами, особенно в вариантах с самозацеплением, и для декоративных несиловых решеток, но, тем не менее, выполняются из сплошного металла, что приводит к удорожанию конструкции и увеличению ее массы.
Задачей предложенного технического решения является создание способа изготовления декоративно-прикладных изделий, применение которого позволит улучшить внешний вид декоративно-прикладных изделий, преимущественно, защитных конструкций, основным конструктивным элементом которых являются пересекающиеся элементы, преимущественно решеток, при сохранении их высоких прочностных качеств; упростить процесс производства деталей и сборки при одновременной универсализация элементов конструкции; расширить возможности использования разнообразных материалов, покрытий, декоративно-стилистических решений и различных способов изготовления.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в предложенном способе изготовления декоративно-прикладных изделий, заключающемся в предварительном изготовлении горизонтальных и вертикальных элементов изделия, их установке в определенном порядке и последующем скреплении между собой, согласно изобретению, по крайней мере, один элемент изделия, предпочтительно основную часть элементов/все элементы, изготавливают из профилированной трубы, преимущественно, прямоугольного сечения, причем, по крайней мере, один элемент изделия, предпочтительно большую их часть/все элементы изделия, выполняют, как минимум, с двумя декоративными ребрами жесткости, расположенными, предпочтительно, на его/их противоположных сторонах, которые выполняют, преимущественно, путем пластической деформации стенок труб/их частей, предпочтительно методом прокатки, после чего указанные элементы устанавливают в заданном порядке и соединяют между собой, с образованием при этом плоской/пространственной геометрической фигуры требуемой формы с необходимыми потребительскими свойствами.
В варианте исполнения, по крайней мере, в одном месте пересечения указанных элементов между собой, предпочтительно во всех местах, в элементах изделия выполняют пазы, обращенные друг к другу, которые совмещают между собой таким образом, что в этих местах образуются замковые соединения, при этом места этих соединений скрепляют между собой, предпочтительно, при помощи сварки, причем ширину каждого паза замкового соединения выполняют равной ширине ответного конструктивного элемента, вставляемого в этот паз с учетом требований сборки, при этом паз выполняют глубиной, предпочтительно, равной высоте ответного конструктивного элемента, вставляемого в этот паз, в месте установки, преимущественно половине высоты, при этом пазы для соединения указанных конструктивных элементов между собой выполняют методом пластической деформации, преимущественно методом штамповки.
1
1
В варианте применения способа, как минимум, в одном элементе конструкции, выполненном с декоративными ребрами жесткости, расположенными на его противоположных сторонах, предпочтительно во всех, высоту стенки ребра выполняют в пределах h=(0,6-1,2)δ, предпочтительно h=(0,8…1)δ, где: h - высота ребра, δ - толщина стенки трубы, а ширину прокатываемой части стенки трубы - S=S-(5-7)δ, предпочтительно (5,8…6,2)δ, где: S - ширина прокатываемой части стенки трубы, S - ширина профиля трубы, δ - толщина стенки трубы.
Верхнее значение указанного соотношения h=(0,6-1,2)δ выбирают исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит утонение металла в зоне образования ребра, что приводит к ухудшению механических характеристик получаемых изделий; нижнее значение выбирают исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит гофрообразование и разрывы ребер профиля при его деформации, что приводит к ухудшению внешнего вида изделия.
1
Верхнее значение указанного соотношения S=S-(5-7)δ выбирают исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит выдавливание металла внутри на смежные стенки, что приводит к ухудшению условий деформации заготовки при образовании криволинейных профилей. Кроме этого, ухудшается внешний вид изделия.
В варианте применения способа, по крайней мере, в одном месте, предпочтительно во всех местах, пересечения конструктивных элементов изделия между собой устанавливают декоративную накладку/ки, которую/ые выполняют, предпочтительно, из листового металла, преимущественно, путем объемной штамповки, содержащую/ие центральную часть и части, взаимодействующие с опорными поверхностями указанных конструктивных элементов декоративно-прикладного изделия, при этом центральную часть указанной накладки выполняют в виде объемной тонкостенной геометрической фигуры, имеющей, как минимум, основание и боковую стенку, причем части указанной декоративной накладки, взаимодействующие с опорными поверхностями элементов декоративно-прикладных изделий, выполняют в виде пазов в боковой стенке центральной части, предпочтительно, радиальных, при этом профиль паза выполняют повторяющим профиль опорной поверхности элементов декоративно-прикладных изделий, предпочтительно, по всей длине профиля.
В варианте применения способа, пазы в накладке выполняют в виде лучей, предпочтительно, радиальных, являющихся продолжением боковой стенки, причем высоту паза луча h в месте соединения с центральной частью выполняют величиной, равной h=(0,25-0,75)H, преимущественно 0,5H, где: h - высота паза луча, H - высота центральной части накладки.
В варианте применения способа, высоту луча накладки уменьшают от его центральной части к периферийной.
В варианте применения способа, вертикальные и горизонтальные элементы изделия располагают и скрепляют между собой таким образом, что получают при этом плоскую фигуру, преимущественно, решетчатую, в виде элементов конструкции садово-паркового ограждения.
В варианте применения способа, вертикальные и горизонтальные элементы располагают и скрепляют между собой таким образом, что получают при этом плоскую фигуру, преимущественно, решетчатую, в виде элементов конструкции ограждения.
В варианте применения способа, вертикальные и горизонтальные элементы располагают и скрепляют между собой таким образом, что получают при этом объемную фигуру в виде предмета мебели.
В варианте применения способа, вертикальные и горизонтальные элементы располагают и скрепляют между собой таким образом, что получают при этом объемную фигуру в виде предмета мебели садово-паркового интерьера.
В варианте применения способа, вертикальные и горизонтальные элементы располагают и скрепляют между собой таким образом, что получают при этом объемную фигуру в виде сооружения для защиты от осадков.
В варианте применения способа, вертикальные и горизонтальные элементы располагают и скрепляют между собой таким образом, что образуют при этом объемную фигуру в виде предмета экстерьера загородного дома.
С применением указанного способа может быть получено декоративно-прикладное изделие, которое, согласно изобретению, содержит, как минимум, вертикально и горизонтально ориентированные элементы, преимущественно, прямолинейные, выполненные, преимущественно, из профилированной трубы, предпочтительно, прямоугольного сечения, причем упомянутые элементы пересекаются и скрещиваются между собой в заданном порядке, при этом указанные элементы соединены между собой, предпочтительно, по всем местам соприкосновения, и образуют при этом плоскую/пространственную геометрическую фигуру с требуемыми потребительскими свойствами, причем, по крайней мере, один элемент конструкции, предпочтительно большая их часть, выполнен/а, как минимум, с двумя декоративными ребрами жесткости, расположенными, предпочтительно, на его противоположных сторонах, при этом, по крайней мере, в одном месте пересечения указанных элементов между собой, предпочтительно во всех местах, в элементах выполнены пазы, обращенные друг к другу и совмещенные таким образом, что в этих местах образованы замковые соединения, при этом места этих соединений скреплены между собой, предпочтительно, при помощи сварки, причем ширина каждого паза замкового соединения равна ширине ответного конструктивного элемента, вставляемого в этот паз, при этом глубина паза, предпочтительно, равна высоте ответного конструктивного элемента, вставляемого в этот паз, в месте установки, преимущественно половине высоты, при этом пазы для соединения указанных конструктивных элементов между собой выполнены методом пластической деформации, преимущественно методом штамповки.
В варианте исполнения, между указанными вертикально и горизонтально ориентированными элементами установлены элементы с криволинейными поверхностями, выполненные, преимущественно, из профилированной трубы, предпочтительно, прямоугольного сечения, при этом, как минимум, на одной, предпочтительно на двух противоположных сторонах указанного элемента выполнены декоративные ребра жесткости.
1
1
В варианте исполнения, как минимум, в одном элементе конструкции, выполненном с декоративными ребрами жесткости, расположенными на его противоположных сторонах, предпочтительно во всех, высота стенки ребра составляет h=(0,6-1,2)δ, предпочтительно h=(0,8…1)δ, где: h - высота ребра, δ - толщина стенки трубы, а ширина прокатываемой части стенки трубы - S=S-(5-7)δ, предпочтительно (5,8…6,2)δ, где: S - ширина прокатываемой части стенки трубы, S - ширина профиля трубы, δ - толщина стенки трубы.
Верхнее значение указанного соотношения h=(0,6-1,2)δ выбрано исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит утонение металла в зоне образования ребра, что приводит к ухудшению механических характеристик получаемых изделий; нижнее значение выбрано исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит гофрообразование и разрывы ребер профиля при его деформации, что приводит к ухудшению внешнего вида изделия.
1
Верхнее значение указанного соотношения S=S-(5-7)δ выбрано исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит выдавливание металла внутри на смежные стенки, что приводит к ухудшению условий деформации заготовки при образовании криволинейных профилей. Кроме этого, ухудшается внешний вид изделия.
Нижнее значение указанного соотношения выбрано исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит увеличение ширины ребер, и в этом случае предварительная прокатка практически не сказывается на условиях деформации профиля при образовании криволинейных профилей, что приводит к образованию гофров в месте внутренних радиусов и разрывам профиля в месте образования наружных радиусов, что, в конечном итоге, приводит к ухудшению внешнего вида изделия и снижению его потребительских свойств.
В варианте исполнения, по крайней мере, в одном, предпочтительно во всех местах пересечения конструктивных элементов между собой установлена декоративная накладка, выполненная, предпочтительно, из листового металла, преимущественно, путем объемной штамповки и содержащая центральную часть и части, взаимодействующие с опорными поверхностями указанных конструктивных элементов декоративно-прикладного изделия, при этом центральная часть указанной накладки выполнена в виде объемной тонкостенной геометрической фигуры, имеющей, как минимум, основание и боковую стенку, причем части указанной декоративной накладки, взаимодействующие с опорными поверхностями элементов декоративно-прикладных изделий, выполнены в виде пазов в боковой стенке центральной части, предпочтительно, радиальных, при этом профиль паза повторяет профиль опорной поверхности элементов декоративно-прикладных изделий, предпочтительно, по всей длине профиля.
В варианте исполнения, пазы выполнены в виде лучей, предпочтительно, радиальных, являющихся продолжением боковой стенки, причем высота паза луча h в месте соединения с центральной частью составляет величину, равную h=(0,25-0,75)H, преимущественно 0,5Н, где: h - высота паза луча, H - высота центральной части накладки.
Нижнее значение указанного соотношения выбрано исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит снижение прочностных характеристик лучей, что ведет к снижению прочности всей конструкции и ухудшению внешнего вида изделия.
Верхнее значение указанного соотношения выбрано исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит ухудшение условий штамповки и происходит утонение металла в стенках лучей. Также при выполнении высоты луча более 0,5Н накладку с такой высотой луча можно будет применять только для установки с одной стороны решетчатой конструкции, что приведет к увеличению номенклатуры применяемых накладок.
В варианте исполнения, высота луча накладки уменьшается от его центральной части к периферийной.
В варианте исполнения, основание центральной части накладки выполнено в виде плоской геометрической фигуры, проекция которой в плане состоит из отрезков прямой, соединенных между собой.
В варианте исполнения, основание центральной части накладки выполнено в виде плоской геометрической фигуры, проекция которой в плане состоит из отрезков прямых и окружностей, соединенных между собой.
В варианте исполнения, основание центральной части накладки выполнено в виде овала.
Выполнение центральной части накладки в виде фигур, имеющих разное поперечное сечение в плане, позволит расширить спектр применяемых накладок, легко изменять дизайн изделия и, тем самым, повысить его потребительские свойства.
В варианте исполнения, вертикальные и горизонтальные элементы расположены и скреплены между собой таким образом, что образуют при этом плоскую фигуру, преимущественно, решетчатую, в виде элементов конструкции садово-паркового ограждения.
В варианте исполнения, вертикальные и горизонтальные элементы расположены и скреплены между собой таким образом, что образуют при этом плоскую фигуру, преимущественно, решетчатую, в виде элементов конструкции ограждения.
В варианте исполнения, вертикальные и горизонтальные элементы расположены и скреплены между собой таким образом, что образуют при этом объемную фигуру в виде предмета мебели.
В варианте исполнения, вертикальные и горизонтальные элементы расположены и скреплены между собой таким образом, что образуют при этом объемную фигуру в виде предмета мебели садово-паркового интерьера.
В варианте исполнения, вертикальные и горизонтальные элементы расположены и скреплены между собой таким образом, что образуют при этом объемную фигуру в виде сооружения для защиты от осадков.
В варианте исполнения, вертикальные и горизонтальные элементы расположены и скреплены между собой таким образом, что образуют при этом объемную фигуру в виде предмета экстерьера загородного дома.
Сущность предложенного технического решения иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 показано поперечное сечение элемента конструкции с двумя декоративными ребрами жесткости, на фиг.2 - показан паз в конструктивном элементе перед сборкой, на фиг.3 - показан паз в конструктивном элементе перед сборкой в варианте исполнения, на фиг.4 - показано место стыка вертикальных и горизонтальных элементов между собой, закрытое накладкой, вид сверху, на фиг.5 - показано место стыка вертикальных и горизонтальных элементов между собой, закрытое накладкой, вид сбоку, на фиг.6 - показано место стыка вертикальных и горизонтальных элементов между собой, закрытое накладкой с пазами в виде радиальных ребер, вид сверху, на фиг.7 - показано место стыка вертикальных и горизонтальных элементов между собой, закрытое накладкой с пазами в виде радиальных ребер, вид сбоку, на фиг.8 - показан общий вид декоративно-прикладного изделия в виде элементов конструкции садово-паркового ограждения, на примере ворот, на фиг.9 - в виде элементов конструкции ограждения, на примере решетки для окон, на фиг.10 - в виде предмета мебели, на примере трюмо, на фиг.11 - в виде предмета мебели садово-паркового интерьера, на примере беседки, на фиг.12 - в виде предмета экстерьера загородного дома, на примере мангала.
Указанный способ может быть применен для изготовления декоративно-прикладных изделий, имеющих следующую конструкцию.
Декоративно-прикладное изделие содержит прямолинейные вертикально 1 и горизонтально 2 ориентированные элементы и элементы 3 с криволинейными поверхностями, расположенные, преимущественно, между вертикально 1 и горизонтально 2 ориентированными элементами. Элементы 1, 2, 3 изделия пересекаются и скрещиваются между собой в заданном порядке. Конструктивные элементы выполнены, преимущественно, из профилированной трубы, предпочтительно, прямоугольного сечения. Указанные элементы соединены между собой, предпочтительно, по всем местам соприкосновения, и образуют при этом геометрическую фигуру, плоскую или объемную, заданной формы с требуемыми потребительскими свойствами, например ворота 4. Большая часть элементов конструкции выполнена с двумя декоративными ребрами жесткости 5, расположенными на противоположных сторонах элементов. В одном месте пересечения указанных элементов 1, 2, 3 между собой, предпочтительно во всех местах, выполнены пазы 6 и 7, обращенные друг к другу и совмещенные таким образом, что в этих местах образованы замковые соединения. Места этих соединений скреплены между собой, предпочтительно, при помощи сварки. Ширина каждого паза 6 и 7 замкового соединения равна ширине ответного конструктивного элемента 1, или 2, или 3, вставляемого в этот паз с учетом требований сборки. Глубина паза 6 или 7 равна высоте ответного конструктивного элемента, вставляемого в этот паз, в месте установки, преимущественно половине высоты. Пазы для соединения указанных конструктивных элементов между собой выполнены методом пластической деформации, преимущественно методом штамповки.
В варианте исполнения, декоративная защитная накладка 8 устанавливается в месте стыка элементов 1, 2 и/или 3.
Конструкция декоративной защитной накладки 8 позволяет устанавливать ее при перекосе конструктивных элементов 1, 2 и/или 3 как в радиальном, так и осевом направлениях, причем указанная накладка может быть установлена как с лицевой стороны изделия, так и с тыльной, закрывая при этом место стыка с обеих сторон, улучшая, тем самым, дизайн и потребительские свойства изделия.
Декоративно-прикладное изделие с применением предложенного способа собирается и используется следующим образом.
Конструктивные элементы 1, 2 и 3 конструкции собираются между собой путем их состыковки по пазам 6 или 7 и затем свариваются между собой, при этом, в варианте образования X-образной конструкции, один из элементов, вертикальный или горизонтальный, может использоваться сплошным, а ответные, горизонтальные или вертикальные элементы, соответственно, могут ввариваться между сплошными элементами. После сварки на места стыков устанавливаются декоративные защитные накладки таким образом, что конструктивные элементы 1, 2 и 3 располагаются внутри накладки 8, при этом ее центральная часть закрывает место стыка конструктивных элементов. Установленные декоративные защитные накладки 8 фиксируются на месте установки при помощи сварки, образуя с конструктивными элементами 1, 2 и 3 цельную конструкцию.
Конструкция декоративной защитной накладки позволяет устанавливать ее при перекосе конструктивных элементов 1, 2 и 3 как в радиальном, так и осевом направлениях, причем указанная накладка 8 может быть установлена как с лицевой стороны изделия, так и с тыльной, закрывая при этом место стыка с обеих сторон, улучшая, тем самым, дизайн и потребительские свойства изделия.
Декоративно-прикладное изделие, полученное предложенным способом, в виде элементов конструкции садово-паркового ограждения, на примере ворот, показано на фиг.8.
Декоративно-прикладное изделие в виде элементов конструкции ограждения, на примере решетки для окон, показано на фиг.9.
Декоративно-прикладное изделие в виде предмета мебели, на примере трюмо, показано на фиг.10.
Декоративно-прикладное изделие в виде предмета мебели садово-паркового интерьера, на примере беседки, показано на фиг.11.
Декоративно-прикладное изделие в виде предмета экстерьера загородного дома, на примере мангала, показано на фиг.12.
Использование предложенного технического решения позволит создать способ изготовления декоративно-прикладных изделий, применение которых позволит улучшить внешний вид декоративно-прикладных изделий, преимущественно защитных конструкций, основным конструктивным элементом которых являются пересекающиеся элементы, преимущественно решеток, при сохранении их высоких прочностных качеств; упростить процесс производства деталей и сборки при одновременной универсализация элементов конструкции; расширить возможности использования разнообразных материалов, покрытий, декоративно-стилистических решений и различных способов изготовления.