ОКОННАЯ, ДВЕРНАЯ ИЛИ ПОДОБНАЯ ОГРАЖДАЮЩАЯ РАМНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована в ограждающих рамных конструкциях (ОРК) окон, дверей, теплиц, оранжерей, витрин, зимних садов, разделительных перегородок и т.п., выполненных из полых пластмассовых элементов с усилителями из композиционных материалов.
Использование в пластмассовых элементах ОРК усилителей из композиционных материалов, выполненных в виде пултрузионных профилей, предоставляет широкие возможности для создания относительно дешевых конструкций с более высокой эффективностью совместной работы элемента и усилителя.
Известна оконная ОРК, включающая многокамерные пластмассовые, преимущественно поливинилхлоридные, элементы с усилителями, размещенными по одному в камерах указанных элементов, при этом каждый усилитель выполнен в виде пултрузионного профиля из стеклопластика (композиционного материала на основе искусственного армирующего волокна и полимерного связующего) (ЕР 1043472 В1, фиг.1, МПК7 Е 06 В 3/22, опубл. 13.110.2004).
В известной ОРК использованы только многокамерные пластмассовые элементы. Степень заполнения их камер усилителями не лимитирована, форма и размеры усилителя и камеры ограничены одним вариантом, а упругость материала усилителя в продольном и поперечном направлениях не оптимизирована.
Известная ОРК имеет недостаточную эксплуатационную надежность и ограниченную область применения в силу указанных причин. Она является наиболее близкой к заявленному техническому решению и выбрана в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Технической задачей, на решение которой направлено создание полезной модели, является разработка оконной, дверной или другой подобной ОРК, пригодной для большого разнообразия конкретных условий применения, выдерживающего длительную эксплуатацию с сохранением конструкционной целостности.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в упрощении ОРК при сохранении ее эксплуатационной надежности и в расширении области ее применения.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата в оконной, дверной или подобной ОРК, включающей, по меньшей мере, один многокамерный пластмассовый элемент с усилителем, размещенным в камере
упомянутого элемента, выполненным в виде пултрузионного профиля из композиционного материала на основе искусственных армирующих волокон и полимерного связующего, согласно полезной модели, по меньшей мере, один пластмассовый элемент дополнительно выполнен однокамерным, форма и размеры усилителя одно- или многокамерного пластмассового элемента согласованы с формой и размерами его камеры так, что камера заполнена усилителем полностью или частично, но не менее чем на 10% от площади ее поперечного сечения, а усилитель установлен в камере с возможностью его контакта с, по меньшей мере, одной стенкой камеры и скреплен с ней клеевым и/или механическим соединением, причем отношение модулей упругости композиционного материала усилителя в продольном и поперечном направлениях находится в диапазоне от 5 до 40, при этом в частных случаях выполнения полезной модели формы камеры и усилителя в поперечном сечении выбраны из правильных геометрических форм; в качестве искусственного армирующего волокна композиционного материала усилителя использовано стеклянное, базальтовое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация, а в качестве полимерного связующего использовано связующее на основе полимерных смол, преимущественно, эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, полиуретановой, фенольной или их комбинации; в качестве материала много- или однокамерного элемента использована пластмасса на основе поливинилхлорида; камера пластмассового элемента выполнена квадратной формы, а усилитель в поперечном сечении выполнен в виде уголка, скрепленного с упомянутым элементом одной его полкой винтовым соединением.
Отличительными от прототипа признаками заявленной ОРК являются следующие:
- выполнение, по меньшей мере, одного пластмассового элемента дополнительно однокамерным,
- согласованность формы и размеров усилителя одно- или многокамерного пластмассового элемента с формой и размерами его камеры так, что камера заполнена усилителем полностью или частично, но не менее, чем на 10% от площади ее поперечного сечения,
- установка усилителя в камере с возможностью его контакта с, по меньшей мере, одной стенкой камеры элемента,
- скрепление усилителя со стенкой камеры упомянутого элемента клеевым и/или механическим соединением,
- отношение модулей упругости композиционного материала усилителя в продольном и поперечном направлениях, находящееся в диапазоне от 5 до 40,
- выбор форм камеры и усилителя в поперечном сечении из правильных геометрических форм,
- использование в качестве искусственного армирующего волокна композиционного материала усилителя стеклянного, базальтового, углеродного или полимерного волокна или их комбинация, а в качестве полимерного связующего-связующего на основе полимерных смол, преимущественно, эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, полиуретановой, фенольной или их комбинации,
- использование в качестве материала много- или однокамерного элемента пластмассы на основе поливинилхлорида,
- выполнение камеры пластмассового элемента квадратной формы, а усилителя в поперечном сечении в виде уголка, скрепленного с упомянутым элементом одной его полкой винтовым соединением.
Указанные отличительные признаки, каждый в отдельности и все вместе, направлены на достижение заявленного результата и являются существенными. В предшествующем уровне техники представленная в формуле полезной модели совокупность известных и отличительных признаков не известна и, следовательно, полезная модель соответствует критерию «новизна».
В предложенной конструкции оконной, дверной или подобной ОРК использована совместимость материалов элемента и усилителя по их физико-механическим и теплофизическим характеристикам. Благодаря легкости и низкой теплопроводности обоих материалов стало возможным варьирование формой и размерами усилителя в пределах одной и той же камеры или различных по форме и размерам камер, добиваясь всякий раз согласованности их форм и размеров не по принципу повторения контуров как в прототипе, а с учетом минимально возможного для формы и размеров усилителя заполнения площади поперечного сечения камеры, которое не должно быть менее 10%.
Усилитель выбранных формы и размеров, согласованных с формой и размерами камеры, должен быть более жестким в продольном направлении и более упругим - в поперечном направлении. Для достижения этого экспериментальным путем получен диапазон отношений модулей упругости композиционного материала усилителя в продольном и поперечном направлениях друг к другу, составляющий от 5 до 40. Диапазон свидетельствует о том, что в зависимости от эксплуатационных нагрузок модуль упругости в продольном направлении должен превышать модуль упругости в поперечном направлении не более, чем в 40 раз во избежание неоправданно завышенной жесткости из-за избыточного расхода материала, и не менее, чем в 5 раз во избежание недопустимого снижения той же характеристики из-за недостатка материала.
Элемент и усилитель, выполненные с учетом вышесказанного, скреплены как минимум в одном месте клеевым и/или механическим соединением.
Техническое решение по полезной модели позволяет выполнять надежные в эксплуатации оконные, дверные или подобные ОРК не только с многокамерными, но и с более простыми однокамерными пластмассовыми элементами, пригодными для применения внутри помещения, например, в окнах ванных комнат, в межкомнатных дверях или офисных перегородках.
Таким образом, заявленная техническая задача решена, а заявленный технический результат достигнут.
Заявленная ОРК состоит из набора пластмассовых одно- или многокамерных элементов, снабженных усилителями. Для удобства пояснения полезной модели на фиг.1 показана оконная ОРК с многокамерным рамным элементом, на фиг.2 - ОРК с однокамерным рамным элементом, на фиг.3 представлены примеры форм усилителей при полном и частичном заполнении ими камеры элемента.
Оконная ОРК содержит рамный элемент 1 (фиг.1), выполненный ммногокамерным из поливинилхлорида, и усилитель 2 из углебазальтопластика, выполненный в виде пултрузионного уголкового профиля. Усилитель 2 размещен в прямоугольной камере 3 элемента 1 и закреплен его полкой 4 на ее стенке 5 винтовым соединением 6. Примеры других форм камер элементов и усилителей представлены на фиг.2 и 3.
Усилитель 2 занимает примерно 20% площади поперечного сечения камеры 3 элемента 1, что достаточно для придания прочности и жесткости элементу 1 с учетом того, что отношение модулей упругости в продольном и поперечном направлениях для композиционного материала усилителя 2 равно 20 и получено благодаря использованию угольного волокна в продольном направлении.
На фиг.2 представлена ОРК с рамным элементом 1, выполненным однокамерным. Его усилитель 2 прямоугольного полого сечения размещен в прямоугольной камере 3 с заполнением площади ее поперечного сечения на 50%, при этом отношение модулей в продольном и поперечном направлениях для композиционного материала усилителя равно 30.
Таким образом, предложенное техническое решение является более простым по сравнению с решением по прототипу, надежным в эксплуатации и имеющим широкие возможности для применения (окна, двери, оранжереи и теплицы, витрины, разделительные перегородки и тому подобное).