ПРОФИЛЬНОЕ ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛОСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

Полезная модель относится к зажимным профилям, предназначенным для фиксации стеклянной панели в горизонтальной и вертикальной плоскости консольным образом с целью организации лестничного ограждения, стеклянной перегородки, облицовки стеклом стен, проемов столбов, козырьков из стекла и зажима любых плоскостных изделий.
Из уровня техники известны следующие технические решения.
Известен профиль зажимной, содержащий базовый элемент, закрепляющий структуру стеклянной панели, а также крепежные части, обеспечивающие клиновый эффект и устанавливаемые между боковой стенкой внутреннего пространства базового элемента и первой боковой поверхностью секции стеклянной панели. Профиль содержит опорный элемент, который должен быть установлен между боковой стенкой внутреннего пространства базового элемента и второй боковой поверхностью секции стеклянной панели. Четыре изогнутые поверхности, сформированные на боковых стенках внутреннего пространства базового элемента, составляют систему регулировки поворота для вертикальной регулировки положения стеклянной панели совместно с изогнутыми поверхностями крепежных частей и опорного элемента, наклоненных для регулировки вертикальной ориентации секции стеклянной панели относительно базового элемента. Изогнутые поверхности, сформированные на боковых поверхностях базового элемента, имеют свои центры кривизны, расположенные вне области, определенной базовым элементом, для достижения вертикального смещения стеклянной панели. В верхней части открытого пространства профиля размещен нащельник с выступами, входящими в пазы на боковой стенке профиля (ЕP3179007А1, опубликовано 14.06.2017).
Недостаток известного решения заключается в создании концентрации напряжений в месте упора клинового зажима в угол внутреннего пространства профиля, передаваемых на клинья, прижимающие стекло, возникающих за счет локального соприкосновения одного из клиньев на наклонный участок основания и неплотного прилегания клиньев к профилю и к стеклу, что отрицательно влияет на прочность конструкции и может повлечь образование трещин в стеклянной панели и/или ослабление крепежа.
Описанную проблему частично решает зажимной профиль производства фирмы «Титан» профиль Т-102 (каталог «ФУРНИТУРА ДЛЯ ЦЕЛЬНОСТЕКЛЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ» http://fromglass.ru/docs/ТИТАН%20-%20фурнитура%20для%20стекла.pdf с.30-34), содержащий базовый элемент, два крепежных клина, примыкающих друг к другу с одной стороны, один из клиньев упирается в боковую стенку профиля, а другой в стеклянную панель через уплотнитель, противоположная поверхность стеклянной панели упирается на вторую стенку профиля через второй уплотнитель. Дно основания базового элемента имеет трапециевидную выемку. В верхней части открытого пространства профиля размещен нащельник с выступами, входящими в пазы на боковой стенке профиля. Второй уплотнитель имеет Г-образую форму и горизонтальная часть, размещаемая между нижней частью открытого пространства профиля и нижним торцом стеклянной панели, имеет толщину, превышающую толщину вертикальной части уплотнителя, размещаемой между второй стенкой профиля и второй поверхностью стеклянной панели.
Указанный профиль выбран ближайшим аналогом патентуемого решения. За счет плотного прилегания стенок крепежных клиньев к стенке и упора крепежного узла в скругленный угол профиля между горизонтальной и вертикальной стенками, а также, за счет большей площади зажима, обеспечиваемого всей силовой цепью: стенка профиля, клинья и винт - обеспечивается более равномерное распределение давления, оказываемого на поверхности стеклянной панели, однако такая конфигурация увеличивает вес крепежного узла и, соответственно, усиливается нагрузка на стенки профиля, вместе с утяжелением устройства в целом.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в исключении возникновения концентраций напряжения при упоре крепежных клиньев в стенки профиля и в поверхность стеклянной панели при оптимизации размерных и весовых характеристик профиля и крепежного узла.
Технический результат полезной модели заключается в сохранении несущей способности профиля и равномерного распределения нагрузки на профиль с зажатием стекла по всей рабочей глубине профиля при улучшенных весовых и размерных характеристиках профиля за счет изменения формы сечения профиля и используемых полостей внутри профиля, а также за счет увеличения площади контакта расклинивающего профиля со стеклом.
Заявленный результат обеспечивается за счет конструкции профильного зажимного устройства для плоских конструкций,  содержащего базовый П-образный профиль с первой, второй стенками и вогнутым основанием, первый ступенчатый расклинивающий профиль с тремя пологими уступами а в случае профиля т80 с двумя уступами, плоская часть которого выполнена прилегающей к внутренней части первой стенки профиля, а пологие уступы первого расклинивающего профиля выполнены соприкасающимися с тремя а в случае профиля т80 с двумя пологими уступами второго  ступенчатого расклинивающего профиля, плоская часть которого выполнена с возможностью прижимания к одной стороне плоской конструкции, с возможностью прижимания ко второй стороне которой выполнена внутренняя поверхность второй стенки базового профиля, при этом устройство снабжено нащельником (унифицирован для всех типоразмеров профилей), закрепленным на внешней торцевой части первой стенки корпуса и прижатым к внешней торцевой части второго расклинивающего элемента, нижняя торцевая часть первого расклинивающего элемента  опирается на внутреннюю поверхность основания базового профиля, между соседними отвесными стенками  расклинивающих профилей установлена распорка, а базовый профиль выполнен пустотелым с трапециевидными ячейками со скругленными углами, разделенными стенками, причем на стенках нижних ячеек, обращённых к внутренней рабочей полости базового профиля, выполнены утолщения в форме бобышек.
В частных случаях реализации полезной модели трапециевидные ячейки разделены между собой стенками, преимущественно, постоянного поперечного сечения.
В частных случаях реализации полезной модели распорка представляет собой два винта.
В частных случаях реализации полезной модели внутренняя поверхность второй стенки базового профиля выполнена с возможностью прижимания ко второй стороне плоской конструкции через Г-образный уплотнитель, одна вертикальная сторона которой расположена вдоль второй стенки базового профиля, а вторая вдоль внутренней поверхности основания базового профиля.
В частных случаях реализации полезной модели одна из стенок внутреннего пространства базового профиля (т100 и т80) имеет скошенную поверхность.
В частных случаях реализации полезной модели верхняя и скошенная части первой стенки базового профиля имеют пазы, образующие замок нащельника, в который входит ответная часть нащельника, содержащего уплотнитель, через который нащельник опирается на верхнюю часть второго расклинивающего профиля, при этом между поверхностью второго расклинивающего профиля и уплотнителем нащельника имеется технологический зазор от 0 до 5 мм.
В частных случаях реализации полезной модели уплотнитель, прилегающий ко второй стенке профиля, соединен со второй стенкой посредством замкового соединения и имеет Г-образный профиль, толщина горизонтальной части которого превышает толщину вертикальной части.
В частных случаях реализации полезной модели на расклинивающих профилях имеются выемки, расположенные на сторонах, противоположных сторонам соприкосновения расклинивающих профилей при зажиме, и выполненные в областях напротив областей их соприкосновения.
В частных случаях реализации полезной модели зубья расклинивающих профилей в рабочем положении не по всем поверхностям прилегают друг к другу.
Технический результат обеспечивается за счет размещения расклинивающего профиля, прижимающего стекло, выше расклинивающего профиля опирающегося на стенку профиля. Направление закручивания винтов для механизма расклинивания с нижней части выступа расклинивающего профиля, опирающегося на стекло, к верхней части расклинивающего профиля, опирающегося на профиль, обеспечивает зажим стекла с одной стороны и опору на несущий угол с другой стороны. Таким образом, клиновый крепёжный узел при фиксации опирается на самую прочную точку основания - стык вертикальной и горизонтальной плоскости, а зажатие стекла происходит по всей рабочей глубине профиля. Указанная смена направления фиксации профилей позволила оптимизировать вес расклинивающих профилей по сравнению с ближайшим аналогом, а именно уменьшение его толщины в узкой части до 1,5÷2 мм и в широкой до 4,5÷5,5 мм, при этом давление распределено равномерно на три пятна контакта (области тех плоскостей, что формируются касанием двух расклинивающих профилей между собой, из-за их неполного прилегания) и, главное, увеличена площадь контакта расклинивающего профиля со стеклом. При минимальной толщине расклинивающего профиля, прижимающего стекло и облегченной конструкции расклинивающего профиля, опирающегося на стенку базового профиля, осуществляется эффективный прижим с использованием винта. Силовая цепь формируется левой стенкой профиля, первым расклинивающим профилем, вторым расклинивающим профилем и винтами. Дно профиля выполнено вогнутым для того, чтобы при монтаже профиля, анкер, воздействуя на дно профиля в форме арки, создавал реактивное усилие по прижиму вертикальных стенок профиля к стеклу. Утолщения в нижних ячейках ферменных структур боковых стенок профиля, выполненные в стенках, обращённых к внутренней полости профиля, предназначены для увеличения несущей способности наиболее нагруженного участка профиля, так как при работе профиля именно в указанных участках концентрируются напряжения. Между поверхностью второго расклинивающего профиля и уплотнителем нащельника имеется технологический зазор от 0 до 5 мм, что обеспечивает антивандальную «функцию» нащельника, например, чтобы не продавить его ногой.
Следствием проведенной разработки стало снижение массы профиля на 26% по сравнению с аналогами, лучший зажим стекла увеличена площадь и высота контакта при меньшей массе.
Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых приведено следующее.
Фиг.1 – общий вид профиля.
Фиг.2 – вид нижней части профиля.
Фиг. 3 – вид верхней части профиля.
Фиг.4 – общий вид нащельника.
Фиг. 5 – общий вид уплотнителя между стеклом и второй стенкой профиля.
Фиг. 6 – иллюстрация процесса сжимания стенок профиля при воздействии на нижнюю часть профиля.
Фиг. 7 – изображения профилей, отличающихся высотой.
Предлагаемый профиль содержит базовый П-образный базовый профиль, имеющий первую 1 и вторую 2 прижимающие стенки, каждая из которых выполнена с ребрениями 3, образующими трапециевидные ячейки со скругленными углами, при этом на стенках нижних ячеек 4 выполнены утолщения 5 в форме бобышек. Нижняя ячейка 6 предназначена для крепления профиля к рабочей поверхности посредством анкера 7. Нижняя часть профиля 18 выполнена вогнутой для того, чтобы при монтаже профиля, анкер 7, воздействуя на дно профиля в форме арки, создавал реактивное усилие по прижиму вертикальных стенок профиля к стеклу. Первая стенка 1 со стороны внутреннего пространства профиля имеет скошенную поверхность. Углы между внутренними поверхностями стенок и внутренней поверхностью основания выполнены скругленными.
Не плоское вогнутое основание 18 изготовлено по радиусу для осуществления механики сдавливания расходящихся половинок профиля (фиг. 6). Радиус от 1500 мм до 1150 мм, в образце 900 мм. Высота хорды от 0.2мм до 4мм (технологические допуски на изготовление). При монтаже профиля у стенок возникает дополнительное реактивное усилие на зажим стекла.
Также устройство имеет первый ступенчатый расклинивающий профиль 8, опирающийся на первую стенку 1 базового профиля, второй расклинивающий профиль 9, взаимодействующий с первым расклинивающим профилем 8 в трех контактных областях 10 за счет того, что пологие уступы первого расклинивающего профиля соприкасаются с тремя пологими уступами второго  ступенчатого расклинивающего профиля. При этом плоская часть второго  расклинивающего профиля прилегает к плоской конструкции (стеклу) по всей поверхности стекла, находящемуся в переделах пространства профиля (по всей рабочей глубине профиля), и прижимает стекла к уплотнителю 11, прилегающему ко второй стенке 2 базового профиля.
Верхняя и скошенная части первой стенки 1 профиля имеют пазы 12, образующие замок нащельника, в который входит ответная часть нащельника 13, содержащего уплотнитель 14, через который нащельник опирается на верхнюю часть второго расклинивающего профиля 9, при этом между поверхностью второго расклинивающего профиля и уплотнителем нащельника имеется технологический зазор от 0 до 5 мм. 8. Нащельник 13 имеет скругление для продолжения геометрии профиля (фиг.4).
Уплотнитель 11, прилегающий ко второй стенке 2 профиля, соединен со второй стенкой посредством замкового соединения 15 и имеет Г-образный профиль, толщина горизонтальной части которого превышает толщину вертикальной части. 1. За счет применения прямоугольного демпфирующего зацепа 19 (длина больше на 0.5мм глубины углубления 15, чтобы при затягивании стекла резинка встала в замок). Таким образом, решается типовая задача простого монтажа и демонтажа резинки. Новая конструкция обеспечивает более плотную посадку стекла и герметизацию внутренних полостей профиля от атмосферных осадков. Нижняя часть уплотнителя 11 толще обычного 2мм основания и утолщено для демпфирующего эффекта (для того чтобы каленое стекло при установке не раскололось от контакта с алюминием через тонкую резинку). Верхнюю часть 20 уплотнителя геометрически повторили с технологическим скруглением профиля. Нижняя часть 21 уплотнителя 11 удлинена для использования во всем диапазоне толщин стекла от 9 до 21 мм. За счет применения клинового распирания и местоположения расклинивающего профиля 8 - не нужно использовать много резинок, достаточно использовать одну универсальную.
На расклинивающих профилях 8 и 9 имеются выемки 16, расположенные на сторонах, противоположных сторонам соприкосновения расклинивающих профилей при зажиме, и выполненные в областях напротив контактных областей 10 соприкосновения расклинивающих профилей.
Расклинивающие профили зафиксированы между собой посредством распорки в виде двух винтов 17, закрепленными между соседними отвесными стенками  расклинивающих профилей. Зубья расклинивающих профилей в рабочем положении не полностью прилегают друг к другу.
Конструкция расклинивающих профилей, обеспечивает зажим для 5 стандартных типоразмеров стекол 10,12,16мм триплекс 6+6мм, и 8+8мм и нестандартные толщины от 9мм до 18мм, при соблюдении на нагрузки с запасом от 10 до 25 раз (расчёт до разрушения).
1
2
Предусмотрено различие в количестве зубцов для профилей разного размера. Изображение А на фиг.7 характерно для высоты профиля Х=90÷120 мм (профиль Т100), изображение Б – для высоты профиля Х=60÷90 мм (профиль Т80). Т100 профиль используется для ограждения до 300кН с нагрузкой, т80 – до 150кн (пп. 8,3,2 СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия»).