СИСТЕМА КОНСТРУКЦИОННОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ КОРОБЧАТЫХ КОНСТРУКЦИЙ
SYSTEM FOR STRUCTURAL CONNECTION FOR BOX-LIKE STRUCTURES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение можно отнести к конструктивным геометрическим решениям, применимым к множеству промышленных изделий.
Уровень техники
Часто возникает необходимость в системе конструкционного соединения для осуществления сборки и закрепления шести стенок параллелепипеда коробки, позволяющей свести к минимуму возможность разделения по меньшей мере одной стенки конструкции на две панели.
Известные в данной области системы главным образом относятся к решению вышеупомянутых проблем геометрии конструкции.
Описать какие-либо существующие методы, касающиеся этого аспекта, является затруднительным.
Известны наборы элементов и технических характеристик, отдельно существующие в других системах соединений, порой являющихся достаточно сложными.
В этом случае, затруднительным является выделить из всего разнообразия конфигураций и применений какую-либо информацию о конструкционных системах, аналогичных представленному решению.
Раскрытие изобретения
С практической точки зрения, гибкость представленной конструктивной системы позволяет создавать бесчисленное множество достаточно сложных изделий, которые в большинстве случаев собраны всего из семи элементов, просто соединенных между собой.
Система позволяет соединять между собой несколько конструкций, следовательно, можно рассматривать ее как узловое соединение для построения сложных конструкций.
Кроме того, благодаря особенности, позволяющей собрать двенадцать абсолютно одинаковых панелей в куб, изобретение может найти применение и в других областях.
Объектом настоящего изобретения является система конструкционных соединений для сборки и плотного закрывания коробчатой конструкции, содержащая по меньшей мере семь панелей, выполненных из жесткого листового материала, в которой указанные по меньшей мере семь панелей разделены на две группы панелей, из которых первая группа состоит из шести панелей, или первичных панелей, каждая из которых снабжена парой расположенных друг напротив друга стыковочных конструкций, при этом каждая стыковочная конструкция содержит по меньшей мере один паз или загиб, а вторая группа панелей, или вторичных панелей, состоит из оставшихся панелей из указанных по меньшей мере семи панелей за вычетом указанных первичных панелей, при этом каждая из указанных вторичных панелей может быть по выбору оснащена одной или более стыковочной конструкцией; указанная коробчатая конструкция содержит одиночные стенки, состоящие из одной из первичных панелей, и/или многослойные стенки, состоящие из одной из первичных панелей и по меньшей мере одной из указанных вторичных панелей, при этом по меньшей мере одна стенка указанной коробчатой конструкции является многослойной стенкой; указанные панели выполнены таким образом, что указанная коробчатая конструкция может быть собрана сначала соединением вместе указанных шести панелей из группы первичных панелей, а затем присоединением к ним по меньшей мере одной из указанных вторичных панелей.
Каждая из указанных вторичных панелей оснащена парой расположенных друг напротив друга стыковочных конструкций, которые проходят по меньшей мере частично вдоль стороны панели.
Указанные панели могут быть выполнены из любого жесткого материала, такого как дерево, фанера, стекло, камень, металл, пластик, а также их комбинаций.
Стыковочные конструкции каждой из указанных первичных панелей проходят по меньшей мере частично вдоль стороны панели.
Каждая из указанных стыковочных конструкций указанных первичных панелей может быть выполнена с возможностью помещения в нее одного края одной из указанных первичных панелей, и в которой по меньшей мере одна из указанных стыковочных конструкций указанных первичных панелей выполнена с возможностью дополнительно вмещать по меньшей мере один край указанной по меньшей мере одной вторичной панели.
Указанные стыковочные конструкции могут быть выполнены с возможностью помещения в них многослойных стенок, шире, чем стыковочные конструкции, выполненные с возможностью помещения в них одиночных стенок.
Стыковочные конструкции указанных первичных панелей представляют собой пазы, ширина которых на каждой из указанных первичных панелей равна толщине стенки, которая должна быть помещена в указанный паз.
Стыковочные конструкции указанных первичных панелей содержат пару загибов, и расстояние (L) между указанной парой загибов указанных первичных панелей равно сумме ширины (W) стенки, перпендикулярной краю панели, и толщины противоположных стенок, вставленных перпендикулярно загибам панели.
Указанные панели проходят в поперечном направлении по отношению к стыковочным конструкциям.
Каждая из вторичных пластин выполнена в форме стержня или бруска.
Указанные стыковочные конструкции указанных первичных пластин содержат дополнительные пары пазов.
Указанные многослойные стенки также содержат дополнительные крепежные средства.
Указанные пластины внутри и/или по периметру имеют фигурную форму в одном из трех измерений.
Пластины в форме рамки вмещают на краях соответствующих внутренних сторон стыковочные конструкции других пластин.
Объектом настоящего изобретения также является способ сборки коробчатой конструкции, осуществляемый с использованием системы конструкционных соединений, включающий в себя соединение указанных стыковочных конструкций каждой из указанных шести первичных пластин с краями остальных первичных пластин и вставление по меньшей мере одной вторичной пластины в одну из стыковочных конструкций указанных первичных пластин.
Также объектом настоящего изобретения является коробчатая конструкция, содержащая шесть первичных пластин, каждая из которых содержит пару расположенных друг напротив друга стыковочных конструкций, каждая из которых содержит по меньшей мере один паз или загиб, и по меньшей мере одну вторичную пластину, отличающаяся тем, что каждая из указанных стыковочных конструкций указанных первичных панелей выполнена с возможностью помещения в нее одного края указанных первичных пластин, и по меньшей мере одна стыковочная конструкция указанных первичных пластин выполнена с возможностью дополнительного помещения в нее по меньшей мере одного края указанных вторичных пластин.
Согласно первому аспекту, настоящее изобретение заключается в системе конструкционных соединений, позволяющих собрать и плотно соединить без какого-либо дополнительного крепежа коробчатую конструкцию, состоящую по меньшей мере из семи панелей жесткого листового материала. При этом система имеет следующие особенности:
- пластины разделены на группы: первую, или первичную, группу из шести панелей, каждая из которых имеет пару пазов, и вторую, называемую вторичной, группу из оставшихся панелей, на которых выполнение пазов необязательно;
- стенки конструкции разделены на два типа: одиночные стенки, состоящие только из одной первичной панели, и многослойные стенки, состоящие из одной первичной панели и по меньшей мере одной вторичной панели;
- конструкция, которая обязательно содержит по меньшей мере одну многослойную стенку, является собранной сначала скреплением вместе шести первичных панелей, а затем введением по меньшей мере одной из вторичных панелей.
Термины «первичный» и «вторичный» отражают порядок сборки панелей.
Примеры конструкций коробок изображены на Фиг.1-5.
Примеры многослойных стенок представлены на Фиг.6-7.
Примеры первичных и вторичных панелей показаны на Фиг.8-9.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение представляет собой систему конструкционных соединений, включающих в себя по меньшей мере семь панелей, имеющих следующие особенности:
- панели могут быть изготовлены из любых жестких материалов, таких как дерево, фанера, стекло, камень, металл, пластик, а также из сложносоставных материалов;
- панели могут быть укреплены ребрами жесткости и/или отбортовкой кромок, как изображено на Фиг.10 (b);
- панели могут иметь предварительно заданные свободные размеры, включая толщину, Фиг.11-12;
- панели также могут иметь любую фигурную форму как внутри, так и по периметру, как на Фиг.13, включая форму рамки, как на Фиг.14;
- также панели могут быть заранее изготовлены, а затем составлены из заранее собранных элементов, даже если они соединены простым способом, Фиг.16-17.
Согласно еще одному аспекту, настоящее изобретение представляет собой систему конструкционных соединений, включающую по меньшей мере семь панелей, которые имеют следующие особенности:
- на каждой из шести первичных панелей имеется пара пазов для осуществления соединения с помощью ребер на сторонах без пазов, входящих в пазы других сторон, см. Фиг.8;
- первичные панели также могут иметь любую форму, при условии, что сохранены некоторые сегменты сторон с пазами и ребер сторон без пазов, достаточные для осуществления надежного соединения элементов конструкции, см. Фиг.13;
- первичные панели также могут быть направлены перпендикулярно пазам (иметь поперечные пазы), см. Фиг.15.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение представляет собой систему конструкционных соединений, включающую по меньшей мере семь панелей, которые имеют следующие особенности:
- для того чтобы замкнуть конструкцию, по меньшей мере одна вторичная панель соответствующего размера должна быть вставлена в незанятое (свободное) пространство пазов, занимая его, см. Фиг.35;
- вторичные панели могут иметь такие же возможные формы, как и первичные панели, включая наличие пазов;
- вторичная панель может иметь толщину, комплементарную соответствующей первичной панели, к которой она присоединена, так что их общая толщина будет равна толщине других стенок, см. Фиг.18 (а,b);
- вторичная панель может иметь толщину, дополнительную к соответствующей первичной панели, к которой она присоединена, так что их общая толщина будет больше толщины других стенок, см. Фиг.18(c,d);
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает наличие одного или более элементов, называемых вторичными панелями.
Не следует понимать это как ограничение, так как в действительности это не меняет сущности настоящего изобретения, таким образом:
- вторичную панель можно заменить любой конструкцией, выполняющей ту же самую роль, см. Фиг.19-21.
Согласно следующему аспекту, настоящее изобретение представляет собой систему конструкционных соединений, включающую в себя по меньшей мере семь панелей, которые имеют следующие особенности:
- стыковочные пазы расположены в виде пар параллельных прямых на краях двух противоположных сторон каждой из шести первичных панелей, см. Фиг.8;
- пазы также могут прерываться и/или иметь минимальные размеры, достаточные для осуществления соединения см. Фиг.10 (а);
- ширина пазов равна толщине одиночной или многослойной стенок, вставляемых в эти пазы, см. Фиг.22-23;
- глубина (D) пазов меньше или равна толщине (Т) вставленной в них вторичной панели или панелей, см. Фиг.24.
- пазы также могут быть заменены на любое устройство, прикрепленное к панелям, которое может выполнять ту же самую функцию, см. Фиг.25.
В контексте настоящего изобретения, особенностью первичных панелей являются пазы.
Не следует рассматривать это как ограничение, так как суть системы по-прежнему неизменна в следующем аспекте.
Согласно другому аспекту, настоящее изобретение представляет собой систему конструкционных соединений, включающую в себя по меньшей мере семь панелей, которые имеют следующие особенности:
- каждая из шести первичных панелей имеет пару загибов (в этом случае особенностью соединения является принцип односторонней фиксации), см. Фиг.26-28, так, что их можно соединить с ребрами на неотогнутой стороне, вставляющимися внутрь загибов;
- первичные панели могут иметь любую форму, при условии, что сохранены некоторые сегменты отогнутых сторон и ребер неотогнутых сторон, которые являются достаточными для надежного соединения элементов конструкции;
- загибы расположены попарно параллельно на краях двух противоположных сторон каждой из шести первичных панелей;
- загибы являются прямолинейными, приспособленными для соединения деталей, даже если они не являются непрерывными и/или имеют минимальный размер;
- глубина загибов меньше или равна толщине вставленных вторичной панели или панелей.
1
2
n
- внутренняя длина (L) первичной панели от загиба до загиба равна ширине (W) принимающей стенки, плюс толщина (Т, Т…Т) вставляемых панелей, см. Фиг.29;
- в качестве загиба может быть использована любая другая конструкция, прикрепленная к панели, способная выполнять те же самые функции, см. Фиг.30;
- для того чтобы замкнуть конструкцию, по меньшей мере одна вторичная панель соответствующего размера должна быть вставлена в остающееся свободным пространство между первичной панелью и вмещающими ее загибами.
Согласно другому аспекту, настоящее изобретение представляет собой систему конструкционных соединений, включающую по меньшей мере семь панелей, которые имеют следующие особенности:
- процедуру сборки простейшей конструкции коробки из семи панелей осуществляют выполнением следующих стадий, показанных на Фиг.31-36:
1
2
1
2
1
2
Пары противоположных первичных панелей обозначены следующим образом: A-A, B-B, С-С. Вторичная панель обозначена буквой D;
1
1
2
- панель С стыкуют вставлением в панели А и А, см. Фиг.31-32;
1
2
1
2
1
- панели B и В стыкуют с панелями A и А движением (1), а затем прижимают вниз в C движением (2), см. Фиг.33;
2
1
2
1
2
- панель С вставляют в пазы панелей A и А движением (1), а затем прижимают их вниз в B и В движением (2), см. Фиг.34;
1
2
2
- панель D вставляют в пазы панелей А и А, перемещая его скольжением по панели С, см. Фиг.35-36.
Наиболее важные преимущества настоящего изобретения:
- данная система позволяет создавать бесчисленное множество изделий;
- собранные изделия получаются прочными;
- широкая и разнообразная область применения;
- разнообразие используемых материалов, включая многосоставные;
- процесс сборки не занимает много времени;
- для сборки требуется минимум трудовых и машинных ресурсов;
- очень низкая стоимость изготовления;
- уменьшены габариты изделия для упаковки и хранения;
- простой и быстрый процесс сборки и разборки изделий;
- снижение количества бракованных изделий.
Краткое описание чертежей
Фиг.1. Простейшая кубическая конструкция коробки с многослойной стенкой, собранная с использованием одной первичной и одной вторичной панелей.
Фиг.2. Конструкция в форме параллелепипеда.
Фиг.3. Конструкция с шестью многослойными стенками.
Фиг.4. Конструкция со стенками в форме каркаса.
Фиг.5. Конструкция с удлиненными стенками.
Фиг.6. Многослойная стенка, собранная из двух панелей.
Фиг.7. Многослойная стенка, собранная из трех панелей.
Фиг.8. Первичная панель; выступающая полоса (а), паз (b), ребро (с).
Фиг.9. Вторичная панель простейшей формы.
Фиг.10. Часть паза (а); укрепляющий загиб (b).
Фиг.11. Вторичная панель отформованная с переменной толщиной.
Фиг.12. Вторичная панель с увеличенной толщиной для заполнения пустого пространства, образующегося за счет выступающих полос.
Фиг.13. Участки пазов (c,g); внутренние (d,e) и внешние (f,h,l,n) изменения формы периметра; участки ребер (i,m).
Фиг.14. Каркасная панель; внутренние (а) и внешние (b) ребра.
Фиг.15. Панель, выходящая за границы пазов.
Фиг.16. Предварительно изготовленная панель, составленная из нескольких элементов.
Фиг.17. Предварительно изготовленная панель в форме каркаса, составленная из нескольких элементов.
Фиг.18. Комплементарные панели (а,b), в которых все стенки имеют одинаковую толщину; дополнительные панели (c,d), в которых общая толщина составной стенки больше, чем толщина других стенок.
Фиг.19. Пример заменяющих элементов вторичной панели и модифицированной первичной панели (е).
Фиг.20. Пример заменяющих элементов вторичной панели и модифицированного паза первичной панели (f).
Фиг.21. Пример заменяющих устройств вторичной панели, выполненной с двумя откидными пружинами (g).
Фиг.22 и Фиг.23. Ширина паза, равная толщине вставляемой стенки.
Фиг.24. Глубина (D) паза, равная толщине (Т) вторичной панели.
Фиг.25. Пример заменяющего паз устройства.
Фиг.26. Первичная панель с загибами.
Фиг.27. Предварительно изготовленная панель с загибами, составленная из нескольких элементов.
Фиг.28. Предварительно изготовленная составная каркасная панель с загибами.
1
2
n
Фиг.29. Внутренняя длина (L)=(W+T+T+T) первичной панели с загибами.
Фиг.30. Пример заменяющего загиб устройства.
Фиг.31, 32, 33, 34, 35, 36. Процедура сборки конструкций.
Фиг.37. Кубическая структура, собранная из двенадцати одинаковых панелей с пазами.
Фиг.38. Кубическая структура, собранная из двенадцати одинаковых панелей с загибами, с вырезами на краях.
Фиг.39. Наращиваемая конструкция с выступающими полосами с вырезами на краях.
Фиг.40. Небольшой столик, собранный из панелей (d,e,f), полученных вырезанием одна в другой из одного и того же листа, совпадающего как с панелью (с), так и со стеклянной вторичной панелью (b).
Фиг.41. Модуль книжного шкафа, собранный из панелей, соединенных как внутренними, так и наружными ребрами, с использованием двух вторичных панелей, в которых разобранные панели (h,i,l,m) при складывании друг с другом образуют параллелепипед (g).
Фиг.42. Коробка с отверстием для доступа в первичной панели и вторичной панелью, функционирующей как выдвижная крышка.
Фиг.43. Коробка с одной составной стенкой с отверстием и запирающей крышкой, полученной из частей, оставшихся после вырезания отверстия в двух панелях составной стенки.
Фиг.44. Пример фиксирующего устройства: откидная пружина (а), которая позволяет открывать (с секретом) коробку с помощью штырька (b).
Фиг.45. Пример фиксирующего устройства: классический замок.
Фиг.46. Кресло, собранное из удлиненных стенок конструкции.
Фиг.47. Сложная конструкция, состоящая из нескольких конструкций, соединенных вместе с помощью удлиненных первичных панелей.
Осуществление изобретения
Простейшая исходная конструкция, собранная из семи панелей, подходит для сооружения различных видов коробок и бесчисленного множества других изделий.
Среди всевозможных конфигураций настоящего изобретения следующие являются предпочтительными.
- Конструкции, в которых вторичные панели являются комплементарными (дополняющими) к первичным панелям; все одиночные и многослойные стенки имеют равную толщину, а все пазы имеют равную ширину, см. Фиг.18 (а,b).
Данное решение носит эстетический характер.
- Конструкции, в которых вторичные панели являются дополнительными к первичным панелям; так что все первичные панели имеют равную толщину, многослойные стенки толще, чем одиночные, а пазы для вставки многослойных стенок шире, чем другие, см. Фиг.18 (c,d).
Данное частное решение подходит для небольших столиков, тележек и др., в которых вторичная панель является стеклянной полкой, см. Фиг.40.
- Кубическая конструкция, собранная из двенадцати абсолютно одинаковых панелей с пазами, попарно соединенных с соответствующими гранями без пазов, см. Фиг.37.
Данная конфигурация подходит для головоломок.
- Кубическая конструкция, собранная из двенадцати одинаковых панелей, имеющих загибы, укороченные на концах на величины, равные их глубине, попарно соединенных с соответствующими панелями без загибов, см. Фиг.38.
Данная конфигурация также подходит для головоломок.
- Наращиваемые конструкции, в которых края панелей уменьшены (укорочены) на величину, равную глубине пазов, см. Фиг.39.
Данная конфигурация позволяет стыковать несколько конструкций.
- Конструкции, содержащие каркасные (рамочные) панели, в которых пазы соединяются также на внутренних ребрах панелей и в которых использованы по меньшей мере две вторичных панели, см. Фиг.41.
Подходит для тележек, витрин, книжных полок и др.
- Конструкции, в которых имеется первичная панель с отверстием для доступа и вторичная панель, функционирующая в качестве выдвижной крышки, см. Фиг.42.
Это решение применимо для изготовления коробок.
- Конструкция с отверстием для доступа и запирающей крышкой, полученной из двух панелей, одна меньше другой, которые представляют собой детали, оставшиеся после вырезания отверстия в многослойной стенке, см. Фиг.43.
Также применимо для изготовления коробок.
- Многослойные стенки, снабженные окончательно фиксирующим устройством, таким как откидная пружина (см. Фиг.44), замок (см. Фиг.45), зажим, винт и др.
Данные решения являются полезными дополнениями.
- Узловая конструкция, в которой стенки простираются за пределы собранной коробочной части, см. Фиг.46.
Данная конфигурация подходит для изготовления стульев, кресел и др.
- Многослойные узловые конструкции, состоящие из нескольких конструкций, соединенных друг с другом с помощью увеличений первичных панелей, с другой парой пазов, и использующие несколько вторичных панелей, см. Фиг.47.
Данная конфигурация подходит для сооружения сложных конструкций.
Ниже приведен список промышленных изделий, которые можно собрать с помощью описанной системы, большая их часть состоит лишь из семи элементов, соединенных простым способом.
Коробки любых типов. Кейсы. Избирательные ящики. Изделия сложной конфигурации. Баки. Контейнеры. Аквариумы. Собачьи конуры. Клетки. Дома. Конструкции из дерева, пластика, металла, стекла, бетона, камня. Блочные стены. Фундаменты. Платформы. Книжные шкафы. Стенды. Столы. Столики. Тележки. Сундуки. Кресла. Пуфы. Скамьи. Светильники. Стенные шкафы. Комоды, конторки.
Более того, при использовании фанеры изобретение можно осуществить, используя лишь пантограф, который позволяет получить готовый продукт.
В этом случае можно получить все панели одного изделия, вырезая одну часть внутри другой из одного листа материала.