НЕСУЩИЙ КАРКАС С СОЕДИНИТЕЛЬНЫМИ УЗЛАМИ
BEARING FRAME WITH CONNECTION ASSEMBLIES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к несущему каркасу, имеющему соединительные узлы, причем соединительные узлы имеют соединительные элементы, стойки и компоненты каркаса, включающие в себя панели и диагональные раскосы.
Такой тип каркасных систем давно известен и используется как во временных, так и в постоянных конструкциях. Соединительные элементы соединяют стойки друг с другом, создавая соединительный узел. В таких каркасных системах, в особенности во временных конструкциях, подобных стендам и киоскам, соединительные элементы предпочтительно изготавливаются из долговечного материала, подобного нержавеющей стали, который может противостоять нагрузке и изнашиваемости из-за многочисленных повторяющихся операций по соединению/отсоединению, в то время как стойки предпочтительно должны быть изготовлены из легких и предпочтительно экструдируемых материалов, таких как алюминий, для получения выигрыша от использования поперечных сечений по требованию заказчика. Следовательно, в большинстве случаев соединительные элементы являются предпочтительными элементами в каркасной системе, к которым присоединяются компоненты каркаса, включающие в себя панели и в особенности, диагональные раскосы. Панели являются плоскими элементами, используемыми в основном для целей разделения, и диагональные раскосы содержат удлиненные элементы в форме стержня, троса или профильного элемента, используемого для улучшения несущей способности каркасной системы и выдерживания сил сжатия или растяжения, или обеих сил.
Так как соединительные элементы используются в большом количестве в таких каркасных системах, избыточный вес соединительного элемента с превышенными размерами имеет ограничивающее воздействие на несущую способность всей системы. Соединительные элементы с превышенными размерами также имеют негативные воздействия на производственные расходы и на трудозатраты из-за увеличенного времени на многочисленные сборки и разборки системы, в особенности во временных конструкциях, подобных выставочным стендам или киоскам.
Соединительные элементы обычно являются элементами в форме куба с гранями, которые принимают стойки. Для того чтобы не превышать размеры и для стабилизации стоек грани выполняются в форме, зависящей от поперечного сечения получаемой стойки так, чтобы, если возможно, по существу покрывать стойку. Периферическая поверхность соединительного элемента по существу покрывается, когда каждая из граней принимает по меньшей мере одну стойку и, в особенности, в случаях стоек с поперечными сечениями, имеющими форму выпуклого многогранника или круга. Такой вид стоек находится среди наиболее широко используемых стоек в каркасных системах из-за их высокого сопротивления скручиванию. Проблема возникает при добавлении компонентов каркаса к их соединительным элементам. В известных каркасных системах соединительные элементы не принимают компоненты каркаса без того, чтобы они рассматривались как элементы с превышенными размерами, в особенности для случаев в таких системах, когда такие соединительные элементы также используются без компонентов каркаса, когда такие элементы используются в системе только там, где необходимо. Дополнительные грани, физические элементы или участки поверхности, предназначенные для прикрепления элементов, увеличивают габаритный размер таких соединительных элементов, и они рассматриваются как элементы с превышенными размерами. Более того, соединительные элементы с превышенными размерами и их дополнительные отличительные признаки, предназначенные для прикрепления компонентов, которые обычно остаются бесполезными для случаев без таких компонентов, обычно имеют негативные воздействия на способность каркаса по прикреплению панелей, сталкиваясь с ними и создавая проблему, заключающуюся в создании нежелательных конструкций в особенности в углах панелей.
Среди таких соединительных элементов в форме многогранника в известных системах существуют соединительные элементы легкого веса с полыми формами, которые имеют преимущественную форму для прикрепления компонентов каркаса, как описано в патентном документе WO 02/081837 A предшествующего уровня техники. С определенными модификациями, направленными на использование полости внутри соединительного элемента и прикрепления компонентов каркаса, такой тип соединительных элементов может оказаться способным принимать компоненты каркаса без недостатка, заключающегося в превышении размера. Из-за того, что они состоят из плоских элементов, они относительно легче, чем соединительные элементы, имеющие не полую форму, но большинство их них имеют существенно меньшую несущую способность из-за относительно маленькой контактной поверхности между плоскими элементами. В другом патентном документе WO 0149950 A другой полый соединительный элемент с относительно высокой стабильностью. Но, однако, такой соединительный элемент вместе с предыдущим соединительным элементом будет иметь ограниченную несущую способность при добавлении диагональных раскосов. Потому что в случае диагонального раскоса, который прикрепляется к пластинам и прилагает к ним в особенности растягивающую нагрузку, пластины не могут выдерживать силы относительно большой величины без разрушения. Вариант увеличения толщины пластин, из которых состоят такие соединительные элементы, в большинстве случаев приводит к потере других преимуществ от того, что они являются полыми.
Большинство соединительных элементов, отличающихся от элементов с полыми формами, по существу не имеют недостатка, заключающегося в плохой несущей способности, но их проблема состоит в том, что они прикрепляют компоненты каркаса посредством определенных модификаций формы многогранника, добавляя физические свойства участку поверхности или преобразуя многогранник в другой тип многогранника с дополнительными гранями для получения компонентов каркаса, если необходимо. До настоящего времени в таких решениях не удавалось соединительным элементам получать компоненты каркаса без превышения размеров, в особенности для случаев с такими же соединительными элементами в системе без таких компонентов каркаса. Например, в патентном документе с номером публикации US 2008/0175655 A предшествующего уровня техники предлагается соединительный элемент кубической формы с парой удлинений, имеющих форму плеч на периферической кромке каждой грани соединительного элемента для образования петель, в которые вставляется диагональное соединение с крюкообразным концом и удерживается в них. Однако для расположения плеч элементы грани плоской формы отделяются друг от друга и располагаются на расстоянии по меньшей мере таком же, что и длина плеч, увеличивая габаритный размер. Длина плеч должна быть дополнительно увеличена для случаев, когда диагональное соединение достигает поверхность стойки из-за угла между ними, для предотвращения взаимодействия конца диагонального соединения с поверхностью стоек. Более того, когда элемент панели с периферическими кромками, образованный в зависимости от стоек, расположен между парой стоек и окружен ими, плечи проходят к элементу панели, взаимодействуя с ним и приводя к проблеме создания нежелательных конструкций в углах таких панелей. Такой тип прикрепления панели часто используется, в особенности во временных каркасных системах, подобных выставочным системам.
Следовательно, целью изобретения является создание соединительного узла с соединительным элементом, соединяющим компоненты каркаса и стойки, в особенности стойки с круглым поперечным сечением или в виде обычного выпуклого многогранника в несущей каркасной системе по существу без превышения размеров для обоих случаев, как для случая с компонентами каркаса, так и для случая, когда такие соединительные элементы используются без компонентов каркаса.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для вышеупомянутой задачи и в соответствии с изобретением предлагается несущий каркас, имеющий узлы и по меньшей мере один компонент каркаса. Компоненты каркаса являются панелями или диагональными раскосами или их комбинацией. По меньшей мере один узел имеет соединительный элемент и по меньшей мере одну стойку. По меньшей мере один соединительный элемент имеет множество принимающих стойку элементов, которые расположены в соответствующем множестве граней воображаемого многогранника, и по меньшей мере одна стойка имеет первый конец, прикрепленный к одному из принимающих стойку элементов соединительного элемента первого узла и второй конец, прикрепленный к соответствующему принимающему стойку элементу соединительного элемента другого узла.
Несущий каркас отличается тем, что принимающие стойку элементы имеют пластинчатую форму, и по меньшей мере один соединительный элемент дополнительно имеет внутренний сердечник, расположенный между принимающими стойку элементами, и внутренний сердечник имеет выступы, каждый из которых выступает к одному из принимающих стойку элементов и соединен с их задней поверхностью, причем соответствующий соединительный элемент дополнительно имеет по меньшей мере одну принимающую пластину, имеющую принимающую пластину, и каждая из принимающих пластин расположена между смежной парой выступов внутреннего сердечника и соединена с ними по существу на воображаемой плоскости, которая проходит через продольные оси каждого из выступов их смежной пары, выступающих к задним поверхностям соответствующей смежной пары принимающих стойку элементов и соединяющихся с ними, в результате чего принимающие пластины, внутренний сердечник и принимающие стойку элементы вместе образуют полость внутри воображаемого многогранника по существу по меньшей мере у одной боковой стороны принимающей пластины, и соответствующий узел дополнительно содержит по меньшей мере один держатель компонента, имеющий по меньшей мере одну несущую поверхность и по меньшей мере один выступ, и держатель компонента расположен по существу между проксимальными частями первой стойки и второй стойки, причем вторая стойка расположена рядом с первой стойкой, и проксимальные части стоек обращены друг на друга, и несущая поверхность расположена с возможностью контакта с проксимальной частью по меньшей мере одной из соответствующей смежной пары стоек и охватывает проксимальную часть по меньшей мере одной из соответствующей смежной пары стоек, и выступ держателя компонента выступает вовнутрь полости, достигает принимающий элемент по меньшей мере одной принимающей пластины и соединяется с ней с возможностью отсоединения, и по меньшей мере один компонент каркаса соединяется с держателем компонента соединительного элемента по меньшей мере двух узлов, в результате чего создается несущий каркас, в котором нагрузка компонентов каркаса не воспринимается напрямую соединительным элементом и стабилизация компонентов каркаса не обеспечивается напрямую соединительным элементом, а разделяется между соединительным элементом и поверхностью стоек. Такое взаимодействие уменьшает долю соединительного элемента и принимающих пластин в несущей способности и стабилизации компонентов 102 каркаса в соответствии с держателем компонента и его выступом, и держатель компонента, по существу описанный в соответствии с изобретением, используется с предпочтительным соединительным элементом, имеющим дискообразную форму принимающих стойку элементов, которые расположены по существу тангенциально по отношению к другим элементам в соответствующем множестве граней воображаемого куба, причем соединительный элемент принимает цилиндрические стойки с диаметрами по существу такими же, что и кромки воображаемого куба. Таким образом, создается соединительный элемент, который не имеет превышенных размеров, но все еще имеет возможность быть соединенным с компонентами каркаса в несущей каркасной системе.
Для вышеуказанных задач и в соответствии с изобретением предлагается другой несущий каркас, имеющий узлы и по меньшей мере один компонент каркаса. Компоненты каркаса являются либо панелями, либо диагональными раскосами, либо их комбинацией. По меньшей мере один узел имеет соединительный элемент и по меньшей мере одну стойку. По меньшей мере один соединительный элемент имеет множество принимающих стойку элементов, которые расположены в соответствующем множестве граней воображаемого многогранника, и по меньшей мере одна стойка имеет первый конец, прикрепленный к одному из принимающих стойку элементов соединительного элемента первого узла и второй конец, прикрепленный к соответствующему принимающему стойку элементу соединительного элемента другого узла.
Несущий каркас отличается тем, что принимающие стойку элементы имеют пластинчатую форму, и по меньшей мере один соединительный элемент дополнительно имеет внутренний сердечник, расположенный между принимающими стойку элементами, и внутренний сердечник имеет выступы, каждый из которых выступает к одному из принимающих стойку элементов и соединен с возможностью отсоединения с их задней поверхностью, соответствующий соединительный элемент дополнительно имеет по меньшей мере одну принимающую пластину, имеющую принимающий элемент, и каждая из принимающих пластин расположена между смежной парой выступов внутреннего сердечника и соединена с ними по существу на воображаемой плоскости, которая проходит через продольные оси выступов их смежной пары, выступая к задним поверхностям соответствующей смежной пары принимающих стойку элементов и соединяясь с ними, в результате чего принимающие пластины, внутренний сердечник и принимающие стойку элементы вместе образуют полость, увеличивающуюся к внутренней части воображаемого многогранника по существу по меньшей мере у одной стороны принимающей пластины, причем соответствующий узел дополнительно содержит по меньшей мере один держатель, имеющий первую часть, расположенную в полости по существу по меньшей мере между трех смежных принимающих пластин, и держатель выполнен с такой формой, что первая часть может быть расположена в полости с удалением по меньшей мере одного из соответствующих принимающих стойку элементов и удерживается в ней, принимающие стойку элементы заменяются, причем первая часть проходит к принимающему элементу по меньшей мере одной принимающей пластины и соединяется с ним с возможностью отсоединения, и вторая часть держателя проходит наружу от соединительного элемента, и по меньшей мере один компонент каркаса соединен с держателем соединительного элемента по меньшей мере двух узлов. Подвижность принимающих стойку элементов позволяет держателю использовать полость внутри воображаемого многогранника более эффективно и позволяет быть соединенным с множеством принимающих пластин при необходимости. Таким образом, создается узел каркаса, в котором способность соединительного элемент прикреплять компоненты каркаса, в особенности диагональные раскосы, улучшается по сравнению со способностью соединительного элемента в форме многогранника с таким же габаритным размером и с неподвижными гранями. В соответствии с изобретением такое улучшение позволяет создать предпочтительный соединительный элемент, имеющий дискообразные принимающие стойку элементы, которые расположены по существу тангенциально по отношению к другим элементам в соответствующем множестве граней воображаемого куба, принимающие цилиндрические стойки с диаметрами, имеющими по существу такую же величину, что и кромки воображаемого куба, причем соединительный элемент все еще обладает возможностью быть соединенным с компонентами каркаса.
Предпочтительно, если по меньшей мере один держатель дополнительно содержит по меньшей мере одну несущую поверхность, и вторая часть держателя проходит наружу полости к положению по существу между проксимальной частью пары смежных стоек, и его несущей поверхности, расположен с возможностью контакта с проксимальной частью по меньшей мере одной из соответствующей пары смежных стоек и охватывает проксимальную часть по меньшей мере одной из соответствующих пар смежных стоек, в результате чего нагрузка компонентов каркаса передается как приемным пластинам, так и поверхностям стоек, но не напрямую принимающим стойку элементам.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе каркасного узла, показывающая соединение держателя компонента.
Фиг. 2a представляет собой вид сбоку соединительного элемента, и Фиг. 2b представляет собой вид в перспективе соединительного элемента.
Фиг. 3a и 3b представляют собой виды в перспективе узла каркаса с держателем компонента, на Фиг. 3 показан работающий на растяжение раскос в качестве компонентов каркаса и на Фиг. 3b показан работающий на сжатие раскос в качестве компонентов каркаса.
Фиг. 4a представляет собой вид в перспективе соединительного элемента и показывает соединение держателя компонента с соединительным элементом, на Фиг. 4b, 4c, 4d, 4e и 4f показаны различные примеры держателя компонента.
Фиг. 5 представляет собой вид в перспективе узла каркаса, показывающая соединение панели с узлом посредством плеча панели.
Фиг. 6a представляет собой вид в перспективе модульного соединительного элемента, Фиг. 6b представляет собой поэлементное изображение в перспективе модульного соединительного элемента.
Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе узла каркаса с модульным соединительным элементом и показывает соединение держателя.
Фиг. 8 представляет собой вид в перспективе модульного соединительного элемента и показывает соединение держателя.
Фиг. 9a представляет собой вид в перспективе держателя и на Фиг. 9b, 9c и 9d показаны различные примеры держателя.
Фиг. 10 представляет собой вид в перспективе узла каркаса с модульным соединительным элементом и плечом панели, показывающая соединение панели с узлом посредством плеча панели.
Наилучший вариант осуществления изобретения
Со ссылкой на вариант осуществления, показанный на Фиг. 1, стойки 110 соединены с соединительным элементом 108 для создания каркасного узла 101. Узел 101 принимает каркасный элемент 102. Каркасный элемент 102 может представлять собой диагональный раскос 103 или панель 165, как показано на Фиг. 5, о чем будет упомянуто далее. Диагональный раскос 103 может представлять собой либо работающий на растяжение раскос 104, либо работающий на сжатие раскос 105. Соединительный элемент 108 имеет принимающие стойку элементы 113. Принимающие стойку элементы 113 выполнены в форме, которая зависит от формы поперечного сечения стойки 110. Как показано на Фиг. 1, принимающие стойку элементы 113 расположены в соответствующем множестве граней воображаемого многогранника 119. Воображаемый многогранник 119 по существу является кубом, но он также может быть любым другим типом многогранника. Принимающие стойку элементы 113 выполнены в форме пластин предпочтительно круглой формы, но также возможно придавать пластинам форму выпуклого многоугольника, подобного шестиграннику или восьмиграннику (не показаны). Соединительный элемент 108 имеет внутренний сердечник 120. Внутренний сердечник 120 расположен между принимающими стойку элементами 113. Внутренний сердечник 120 имеет выступы 122, и каждый из этих выступов 122 проходит к одному из принимающих стойку элементов 113 и соединяется с их задними поверхностями 114. В случаях, когда воображаемый многогранник 119 представляет собой куб, внутренний сердечник 120 имеет шесть выступов 122, каждый из которых проходит предпочтительно перпендикулярно к одному из шести принимающих стойку элементов 113 и соединяется с его задней поверхностью 114. Соединительный элемент 108 также имеет принимающие пластины 124. Эти принимающие пластины 124 расположены между смежными парами выступов 122 и соединены с ними. Принимающие пластины 124 расположены на воображаемой плоскости, которая проходит через продольные оси смежной пары выступов 122, как показано на Фиг. 2b, и они проходят к задним поверхностям 114 соответствующей смежной пары принимающих стойку элементов 113 и соединены с ними. В соединительном элементе 108 с воображаемым многогранником 119, который представляет собой куб, существует двенадцать принимающих пластин 124, как показано на Фиг. 2b. Каждая из принимающих пластин 124 визуально частично спрятана за принимающими стойку элементами 113, в особенности в случаях, когда форма принимающих стойку элементов 113 является круговой в связи с поперечным сечением стойки 110 и не увеличивает габаритный размер воображаемого многогранника 119. В дополнение к их роли по приему компонентов 102 каркаса, принимающие пластины 124 также стабилизируют соединительный элемент 108 и существенно улучшают несущую способность соединительного элемента 108 без ухудшения внешнего вида соединительного элемента 108. Каждая принимающая пластина 124 имеет принимающий элемент 125. Внутри воображаемого многогранника 119 принимающие пластины 124, внутренний сердечник 120 и принимающий стойку элементы 113 вместе образуют полость 128, предпочтительно у каждой стороны каждой из принимающих пластин 124.
Узел 101 дополнительно имеет меньшей мере один держатель 149 компонента, как показано на Фиг. 1. Держатель 149 компонента расположен по существу между проксимальными частями 158 первой и второй стойки 110, как показано на Фиг. 1. Здесь стойки 110 расположены рядом друг с другом и их проксимальные части 158 обращены друг на друга. Держатель 149 компонента имеет по меньшей мере одну несущую поверхность 156 и по меньшей мере один выступ 157. Несущая поверхность 156 при ее правильном расположении полностью входит в контакт и охватывает проксимальную часть 158 стойки 110, и выступ 157 проходит вовнутрь полости 128, достигая принимающего элемента 125 по меньшей мере одной принимающие пластины 124 и соединяется с ней с возможностью отсоединения. По меньшей мере один компонент 102 каркаса соединен с держателем 149 компонента соединительного элемента 108 по меньшей мере двух узлов 101. Таким образом, образуется несущий каркас, в котором нагрузка компонентов 102 каркаса 102, которая передается узлу 101, не воспринимается напрямую соединительным элементом 108, и стабилизация компонентов 102 каркаса не обеспечивается соединительным элементом 108 напрямую, а распределяется между соединительным элементом 108 и поверхностью стойки 110. Такое взаимодействие уменьшает долю соединительного элемента 108 и принимающих пластин 124 по восприятию нагрузки и стабилизации компонентов 102 каркаса и, в соответствии с выступом 157 и в соответствии с изобретением, держатель 149 компонента, описанный по существу, может быть использован с предпочтительным соединительным элементом 108, имеющим дискообразные принимающие стойку элементы 113, которые расположены по существу тангенциально к другим элементам в соответствующем множестве граней воображаемого куба и со вставляющимися в соединительный элемент цилиндрическими стойками 110 с диаметрами по существу такой же величины, что и длина кромок воображаемого куба. Таким образом, создается соединительный элемент 108, который не имеет очень большого размера, но при этом имеет возможность быть соединенным с компонентами 102 каркаса в несущей каркасной системе.
На Фиг. 3a показаны работающие на растяжение раскосы 104, соединенные с соединительным элементом 108, являющимися компонентами 102 каркаса, и на Фиг. 3b показаны работающие на сжатие раскосы 105, соединенные с соединительным элементом 108. Работающие на сжатие раскосы 105 являются компонентами 102 каркаса среди других компонентов, которые наиболее выигрывают от концепции взаимодействия стойки 110 с соединительным элементом 108 по отношению к несущей способности компонентов 102 каркаса. Потому что под действием нагрузки работающие на сжатие раскосы 105 прижимаются к проксимальной части 158 стоек 110, побуждая их сохранять положение по отношению к стойкам 110, и передают свои нагрузки в основном на стойки 110 и существенно уменьшают роль принимающей пластины 124 и выступа 157 держателя 149 компонента. То же самое до некоторой степени справедливо для работающих на растяжение раскосов 104. Доля стойки 110 во взаимодействии с соединительным элементом 108 в несущей способности работающих на растяжение раскосов 104 обратно пропорциональна величине угла между стойками 110 и работающими на растяжение раскосами 104. При относительно небольших углах, составляющих 10-15 градусов, которые наиболее часто используются в диагональных косых связях, держатель 149 компонента может передавать существенную нагрузку работающего на растяжение раскоса 104 к поверхности стойки 110 и прижимать работающие на растяжение раскосы 104 к проксимальной части 158 стойки 110, побуждая их сохранять положение относительно стойки 110, уменьшая долю соединительного элемента 108 в несущей способности работающих на растяжение раскосов 104 и в их стабилизации. В результате выступы 157 держателей 149 компонента могут быть выполнены с достаточно малыми размерами, чтобы быть использованными с круговой формой принимающих стойку элементов 113, которые расположены тангенциально по отношению к другим элементам. Соединительные элементы 108, принимающие цилиндрические стойки 110, являются такими соединительными элементами, которые наиболее вероятно будут иметь увеличенные размеры для приема компонентов 102 каркаса. Так как цилиндрические стойки 110 покрывают наружные поверхности воображаемого многогранника соединительных элементов полностью, то не остается пространства для размещения принимающих элементов компонентов 102 каркаса. Соединительные элементы в известных системах не решают эту проблему без превышения размеров соединительного элемента. В настоящем изобретении проблема решается посредством патентоспособного каркасного узла 101, один из вариантов осуществлений которого показан на Фиг. 1.
Держатель 149 компонента может быть изготовлен различными способами. Держатель 149 компонента, который показан на Фиг. 1, является версией цельного держателя. На Фиг. 3a, b и 4a, b, c показан держатель A 150 компонента, имеющий первое тело 161, расположенное на одной стороне принимающей пластины 124, и второе тело 162, расположенное на другой стороне принимающей пластины 124. На Фиг. 4d, e и f показан держатель A 150 компонента, расположенный только на одной стороне принимающих пластин 124. Разделение держателя 149 компонента приводит к более легкому соединению и позволяет выполнить размещение по меньшей мере одного держателя компонента для каждой смежной пары стоек 110. Принимающий элемент 125 принимающей пластины 124 является по существу отверстием 126, но он может быть выполнен в форме другого типа крепежного элемента во взаимосвязи с соответствующим выступом 157 держателя А 150 компонента. На Фиг. 4a и 4b выступ 157 держателя А 150 компонента содержит отверстие 159, соосное с отверстием 126 соответствующей принимающие пластины 124, и держатель А 150 компонента соединяется с принимающей пластиной 124 посредством болта 169, который вставляется через каждое из соответствующих отверстий 126 и 159 и через гайки 170. Диагональный раскос 103 имеет отверстие 107 раскоса на одном конце, а держатель А 150 компонента имеет отверстие 160. Диагональный раскос 103 расположен между первым телом 161 и вторым телом 162 держателя А 150 компонента, отверстие 107 раскоса соосно отверстию 160 держателя А 150 компонента, и диагональный раскос 103 шарнирно соединен с первым телом 161 и со вторым телом 162 посредством болта 169 и гайки 170. Также могут быть использованы другие типы крепежных элементов, такие как штифт и наружное упорное кольцо (не показаны). На Фиг. 4c один из держателей A 150 компонента имеет сопрягаемый выступ 163, который при соединении с диагональным раскосом 103 выступает к отверстию 159, вставляется в отверстие 159 и удерживается отверстием 159. Это может ускорять соединение. На Фиг. 4f держатель А 150 компонента имеет другой сопрягаемый выступ 163, соосный с отверстием 107 раскоса и вставляемый в отверстие 107 раскоса, и сопрягаемый выступ 163 имеет подпружиненный шарик 164, как показано на Фиг. 4f, который обеспечивает дополнительное сопротивление для сопрягаемого выступа 163 против нежелательного смещения держателя А 150 компонента, особенно в случаях, когда держатель А 150 компонента расположен только на одной стороне принимающей пластины 124, как показано на Фиг. 4f. Такой подпружиненный шарик 164 является известным элементом, имеющим пружину и шарик, который расположен в расточном отверстии, причем пружина толкает шарик (не показано). На Фиг. 4e и d показаны различные комбинации соединений держателя А 150 компонента.
На Фиг. 5 показана панель 165 в качестве компонента 102 каркаса, соединенная с держателем А 150 компонента. Панель предпочтительно имеет отверстие 167 панели и может быть соединена непосредственно с держателем А 150 компонента посредством болта 169. Однако предпочтительное соединение осуществляется посредством плеча 166 панели, которое соединено с держателем А 150 компонента, как показано на Фиг. 5. Плечо 166 панели имеет отверстие 175 на дистальном конце, и панель 165 имеет отверстие 167 панели. Панель 165 находится в положении, в котором отверстие 167 панели соосно отверстию 175 плеча 166 панели, и панель 165 соединена с плечом 166 панели посредством пробки 168 панели, которая вставляется через отверстие 167 панели, отверстие 175 плеча 166 панели и гайку 170. На Фиг. 5 также показано, что соединительный элемент 108 содержит сопрягаемое отверстие 109 на каждом из принимающих стойку элементов 113, проходящее радиально вовнутрь каждого из соответствующих выступов 122 внутреннего сердечника 120, и стойки 110 содержат конец 111 стойки предпочтительно на каждом их конце. Конец 111 стойки является выступающим элементом, имеющим размеры в зависимости от сопрягаемого отверстия 109, и концы 111 стойки каждой стойки 110 вставляются в сопрягаемое отверстие 109 соответствующего соединительного элемента 108.
На Фиг. 6a, b и Фиг. 7 показан другой узел 201 каркаса в соответствии с изобретением. Соединительный элемент 208 присоединяет стойки 210 для создания узла 201 каркаса. Как показано на Фиг. 7, в узел 201 вставляется компонент 202 каркаса. Компонент 202 каркаса на Фиг. 7 представляет собой работающий на растяжение раскос 204. Компонент 202 каркаса может быть либо диагональным раскосом, либо панелью 265, как показано на Фиг. 10, о которой будет упомянуто далее. Диагональный раскос 203 может быть либо работающим на растяжение раскосом 204, либо работающим на сжатие раскосом 205. Соединительный элемент 208 имеет принимающие стойку элементы 213. Принимающие стойку элементы 213 имеют форму, зависящую от формы поперечного сечения стойки 210. Как показано на Фиг. 6a, принимающие стойку элементы 213 расположены в соответствующем множестве граней воображаемого многогранника 219. Воображаемый многогранник 219 является по существу кубом, но он может иметь форму многогранника другого типа. Принимающие стойку элементы 213 имеют пластинчатую форму и предпочтительно круговую форму, но также возможно придавать пластинам форму выпуклого многоугольника, подобного шестиугольнику или восьмиугольнику (не показаны). Соединительный элемент 208 имеет внутренний сердечник 220. Внутренний сердечник 220 расположен между принимающими стойку элементами 213. Внутренний сердечник 220 имеет выступы 222, и каждый из этих выступов 222 проходит к одному из принимающих стойку элементов 213 и соединяется с возможностью отсоединения с их задней поверхностью 214. В случаях, когда воображаемый многогранник 219 является кубом, внутренний сердечник 220 имеет шесть выступов 222, каждый из которых проходит предпочтительно перпендикулярно к одному из принимающих стойку элементов 213 и соединен с возможностью отсоединения с их задней поверхностью 214. Соединительный элемент 208 также имеет принимающие пластины 224. Эти принимающие пластины 224 расположены между смежными парами выступов 222 и соединены с ними. Принимающие пластины 224 расположены на воображаемой плоскости, которая проходит через продольные оси смежных пар, как показано на Фиг. 7, и они проходят к задней поверхности 214 соответствующей смежной пары принимающих стойку элементов 213 и соединены с ними. В соединительном элементе 208 с воображаемым многогранником 219, который является кубом, расположено двенадцать принимающих пластин 224, как показано на Фиг. 6b. Каждая из принимающих пластин 224 частично спрятана за принимающими стойку элементами 213, в особенности в случаях, когда форма принимающих стойку элементов 213 являются круговой из-за поперечного сечения стойки 210 и не увеличивает габаритные размеры воображаемого многогранника 219. В дополнение к ее роли по вставлению в нее деталей 202 каркаса, она также стабилизирует соединительный элемент 208 и увеличивает несущую способность соединительного элемента 208 существенно и без ухудшения внешнего вида соединительного элемента 208. Каждая принимающая пластина 224 имеет принимающий элемент 225. Принимающие пластины 224, внутренний сердечник 220 и принимающие стойку элементы 213 вместе образуют полость 228, увеличивающуюся по направлению вовнутрь, предпочтительно у каждой стороны каждой из принимающих пластин 224.
Узел 201 дополнительно имеет по меньшей мере один держатель 241, как показано на Фиг. 7. Держатель 241 расположен в полости 228, по существу между по меньшей мере трех смежных принимающих пластин 224. Держатель 241 имеет такую форму, что первая часть 245 может быть расположена в полости 228 без удаления по меньшей мере одного соответствующего принимающего стойку элемента 213 и располагается и удерживается в ней, когда заменяются принимающие стойку элементы 213. Первая часть 245 проходит к принимающему элементу 225 по меньшей мере одной принимающей пластины 224 и соединена с ней с возможностью отсоединения, и вторая часть 246 держателя 241 проходит наружу от соединительного элемента 208, как показано на Фиг. 7 и Фиг. 8. По меньшей мере один компонент 202 каркаса соединен с держателем 241 соединительного элемента 208 по меньшей мере двух узлов 201. Подвижность принимающих стойку элементов 213 позволяет держателю 241 использовать полость 228 внутри воображаемого многогранника 219 по существу и позволяет, при необходимости, быть соединенным с множеством принимающих пластин 224, в результате чего создается соединительный элемент 208 с возможностью прикрепления компонентов 202 каркаса, в особенности диагональных раскосов 203, который улучшен по отношению к соединительному элементу в форме многогранника таких же габаритных размеров и с неподвижными наружными поверхностями. В соответствии с изобретением такое улучшение позволяет изготавливать предпочтительный соединительный элемент 208, имеющий дискообразные принимающие стойку элементы 213, которые расположены по существу тангенциально по отношению к другим элементам в соответствующем множестве граней воображаемого куба, принимающих цилиндрические стойки 210 с диаметрами по существу такими же, что и длина кромок воображаемого куба, причем соединительный элемент 208 все еще имеет возможность быть соединенным с компонентами 202 каркаса.
Предпочтительно, если держатель 241, дополнительно содержит по меньшей мере одну несущую поверхность 256, как показано на Фиг. 8, и вторая часть 246 держателя 241 проходит наружу полости 228 к положению, находящемуся по существу между проксимальной частью 258 пары смежных стоек 210, и несущая поверхность 256 входит по существу в контакт с проксимальной частью 258 и охватывает проксимальную часть 258 по меньшей мере одной из двух смежных стоек 210, в результате чего нагрузка компонентов 202 каркаса передается как пластинам 224 для вставления, так и поверхности стойки 210, но не напрямую принимающим стойку элементам 213.
Принимающие стойку элементы 213 соединены с внутренним сердечником 220 посредством пластинчатого соединительного элемента 217. Пластинчатый соединительный элемент 217 имеет сопрягаемое отверстие 218 на первом конце, проходящее радиально вовнутрь второго конца 274, и выступ 222 внутреннего сердечника 220 содержит установочное отверстие 221 на дистальном конце 223, проходящее радиально вовнутрь. Принимающие стойку элементы 213 содержат отверстие 215. Принимающие стойку элементы 213 установлены на дистальном конце 223 соответствующего выступа 222 внутреннего сердечника 220 посредством пластинчатого соединительного элемента 217, вставляемого через отверстия 215 принимающих стойку элементов 213 в соответствующие установочные отверстия 221 выступов 222 внутреннего сердечника 220. Второй конец 274 пластинчатого соединительного элемента 217 может быть выполнен с такой формой, чтобы простой крепежный элемент мог быть вставлен в сопрягаемое отверстие 218 и легко прикреплен к пластинчатому соединительному элементу 217. Стойки 210 содержат конец 211 стойки предпочтительно на каждом их конце. Конец 211 стойки является выступом, имеющим размеры, зависимые от сопрягаемого отверстия 218, и концы 211 стойки каждой стойки 210 вставляются в сопрягаемое отверстие 218 соответствующего соединительного элемента 208.
Каждый из принимающих стойку элементов 213 предпочтительно имеет проходы 216. В предпочтительном соединительном элементе 208 с воображаемым многогранником 219, который является кубом, существует по существу четыре прохода 216. Каждый из проходов 216 накладывается на одну из принимающих пластин 224, и каждая из принимающих пластин 224 имеет выступ 227, который выступает к соответствующему проходу 216, и выступ 227 вставляется в него и удерживается в нем, в результате чего вращательное движение принимающих стойку элементов 213 относительно продольной оси соответствующих стоек 210 ограничивается. Это ограничение обеспечивает дополнительную защиту от нежелательного смещения принимающих стойку элементов 213.
В другом предпочтительном варианте осуществления стойки 210 содержат щели 212 на их периферии, проходящие вдоль продольной оси стойки 210. Существует по существу четыре щели 212 для каждой стойки 210. Каждая из щелей 212 перекрывает один из выступов 227 принимающих пластин 224, и выступ 227 этих принимающих пластин 224 выступает через соответствующие проходы 216 принимающих стойку элементов 213 к соответствующим щелям 212 стойки 210, причем выступы 227 вставляются в щели 212 и удерживаются в щелях 212, в результате чего вращательное движение стоек 210 относительно их продольных осей ограничивается. Такое ограничение обеспечивает дополнительную защиту от нежелательного смещения стоек 210 и дает дополнительное сопротивление вращательному движению стоек 210, обеспечивая положительное воздействие на несущую способность узла 201 каркаса. Посредством принимающих пластин 224, и в особенности благодаря тому, что они имеют выступы 227, выступающие через проходы 216 принимающих стойку элементов 213, несущая роль принимающих стойку элементов 213 минимизируется, и это может позволить нам изготавливать принимающие стойку элементы 213 относительно тонкими и даже из различных материалов, подобных алюминию или пластику.
Предпочтительно, если компоненты 202 каркаса, подобные диагональным раскосам 203, расположены между двумя смежными держателями 241 и соединены с их вторыми частями 246, как показано на Фиг. 8. Однако любые из этих компонентов 202 каркаса могут быть соединены с одним из держателей 241, и их вторые части 246 могут быть образованы для ориентации положения компонентов 202 каркаса. Держатели 241 могут быть приспособлены для использования с множеством компонентов 202 каркаса. На Фиг. 9b показан односторонний держатель 242, приспособленный для использования только с одним компонентом 202 каркаса, на Фиг. 9c показан двухсторонний держатель 243, приспособленный для использования с двумя компонентами 202 каркаса, и на Фиг. 9d показан трехсторонний держатель 244, приспособленный для использования с тремя компонентами 202 каркаса. Как показано на фигурах, различные типы диагональных раскосов 203 могут быть использованы в комбинации без воздействия на другие раскосы.
Как упоминалось ранее, компонент 202 каркаса может быть либо диагональным раскосом 203, либо панелью 265. Каждый из диагональных раскосов 203 предпочтительно имеет отверстие 207 раскоса на одном конце, и вторая часть 246 держателя 241 предпочтительно имеет отверстие 260. Отверстие 207 раскоса соосно с отверстием 260 держателя 24, и диагональный раскос 203 шарнирно соединен со второй частью 246 держателя 241 посредством болта 269 и гайки 270. Могут быть использованы другие типы крепежных элементов, подобные штифту и внешнему стопорному кольцу (не показаны). Панель 265 может быть соединена непосредственно с держателем 241, но предпочтительно панели 265 соединены с держателем 241 посредством плеча 266 панели, которое соединено с держателем 241, как показано на Фиг. 10. Панель 265 предпочтительно имеет отверстие 267 панели, и плечо 266 панели имеет отверстие 275 на дистальном конце. Панель 265 расположена в таком положении, в котором отверстие 267 панели соосно с отверстием 275 плеча 266 панели, и панель 265 соединена с плечом 266 панели посредством пробки 268 панели, которая вставляется через отверстие 267 панели и отверстие 275 плеча 266 панели и гайку 270.
Как показано на Фиг. 9a, концы первой части 245 держателя 241 содержат установочные отверстия 252. Установочные отверстия 252 соосны с принимающими элементами 225 принимающих пластин 224. В данном случае принимающий элемент 225 принимающей пластины 224 является отверстием 226. Однако он может быть в форме другого крепежного элемента в зависимости от первой части 245 держателя 241. Держатель 241 соединен с пластиной 224 для вставления посредством штифта 1 253, который расположен в установочном отверстии 252, и вставляется в отверстие 226 соответствующей принимающие пластины 224. В случае, когда воображаемый многогранник 219 является кубом, первая часть 245 держателя 241 соединена по существу с тремя смежными пластинами 224 для вставления и, таким образом, содержит три установочных отверстия 252. Однако такое количество может изменяться, в зависимости от формы первой части 245 и количества принимающих пластин 224, которых достигает первая часть. Как показано на Фиг. 9a, держатель 241 содержит отверстия 255 малого диаметра на первой части 245 для использования со штифтами 2 254. Штифты 2 254 используются для регулировки положения штифтов 1 253 внутри установочного отверстия 252 первой части 245 для обеспечения скрепления и раскрепления соединения.
Промышленная применимость
Все соединительные элементы и детали соединительных элементов могут быть изготовлены из высококачественной нержавеющей стали посредством литья. Плечи панелей могут быть легко и экономично изготовлены посредством стандартных процессов пробивания и изгибания. Диагональные раскосы могут быть изготовлены посредством стандартного процесса механической обработки. Штанги могут быть изготовлены из алюминия, и для изготовления стоек с обычными поперечными сечениями, таких как стойки со щелями, может быть использован процесс получения алюминиевого профиля посредством экструзии.