ОГРАЖДЕНИЕ
FENCE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Заявленное решение относится к ограждениям, применяемым для разграничения территории, разграничения потоков транспортных средств и/или пешеходов, защиты пешеходов и транспортных средств от ударов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известна конструкция стального пешеходного ограждения (патент на полезную модель РФ №117930, опубликован 10.07.2012), которое содержит, по меньшей мере, две стойки с закрепленными на них патрубками и перекладины, закрепленные в патрубках стоек, причем на стойках места соединения с патрубками выполнены плоской формы.
Недостатком данного решения является сложность сборки ограждения, что обусловлено специальным креплением перекладин, предусматривающим использование крепежных элементов (саморезов, заклепок и т.д.). Также недостатком является то, что перекладины должны иметь меньшее поперечное сечение, чем стойки.
Известно сборное ограждение, описанное в заявке СА 2937615 А1, опубликованной 30.07.2015, включающее стойки и перекладину, имеющие полости и отверстия, выполненные в месте расположения полостей, в котором перекладина соединена со стойками посредством соединителей, каждый из которых состоит из корпуса, первого фиксатора и второго фиксатора, причем каждый из корпусов выполнен с возможностью проходить через отверстие в стойке и имеет первую и вторую части, разделенные буртиком, в которых выполнены отверстия, первая часть корпуса расположена внутри полой перекладины, а вторая - внутри полой стойки. Такая конструкция ограждения позволяет закрепить на стойках перекладины различных диаметров и обеспечивает некоторую свободу перемещения перекладин, стоек и соединителя относительно друг друга. Для этого в соединителе предусмотрен упругий вкладыш. Однако, конструкция ограждения является достаточно сложной, поскольку буртик корпуса должен иметь форму, сопрягаемую с поверхностью стойки.
Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка и одновременно обеспечение амортизации ударов каких-либо тел об ограждение и гашение возникающих при этом колебаний.
КРАТКОЕ РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств.
Технический результат достигается за счет того, что ограждение, включающее стойки и, по меньшей мере, одну перекладину, имеющие полости и отверстия, выполненные в месте расположения полостей, в котором перекладина соединена со стойками посредством соединителей, каждый из которых состоит из корпуса, первого фиксатора и второго фиксатора, причем каждый из корпусов выполнен с возможностью проходить через отверстие в стойке и имеет первую и вторую части, имеющие отверстия и разделенные буртиком, первая часть корпуса расположена внутри полости перекладины, а вторая -внутри полости стойки, снабжено манжетой, которая охватывает буртик и примыкает к боковой поверхности стойки, при этом манжета выполнена из полимерного материала, имеющего модуль упругости при растяжении от 140 до 1200 МПа.
Наличие манжеты, выполненной из материала с указанными свойствами, обеспечивает прилегание корпуса соединителя к поверхности стойки и позволяет амортизировать удары различных тел о стойки и перекладины и демпфировать возникающие при этом колебания.
Кроме того, наличие манжеты позволяет выполнить буртик корпуса различной формы, в том числе, буртик может иметь плоскую торцевую поверхность.
В заявленном ограждении стойки и перекладины могут иметь круглое поперечное сечение.
Диаметр поперечного сечения стоек может быть равен диаметру поперечного сечения перекладины.
Ограждение может дополнительно содержать одну или более перекладин. Перекладины могут быть установлены на различной высоте стоек и/или под различными углами по окружности стоек для формирования ограждений различной конфигурации.
Диаметр поперечного сечения стоек может быть больше или меньше диаметра поперечного сечения перекладин.
Также возможно выполнение стоек и перекладин с прямоугольным поперечным сечением
В одном из частных случаев выполнения ограждения манжета может быть выполнена из сополимера этилена с винилацетатом.
В другом частном случае манжета может быть выполнена из термопластичных вулканизаторов TPV.
В еще одном частном случае манжета может быть выполнена из вторичных гранул полиэтилена высокого давления.
Для крепления ограждения к поверхности, на которую оно установлено, например, к бетонной площадке или к скальному грунту, оно может быть снабжено основанием стойки, которое выполнено в виде полого тела.
В частности, основание стойки может быть выполнено в виде втулки, установленной на пластину, и снабжено анкерными болтами, предназначенными для крепления основания стойки к поверхности, на которую она установлена.
Возможно выполнение первого фиксатора в виде стержня со шляпкой, причем в стержне вдоль его оси выполнена канавка, например, полукруглой формы.
На стержень первого фиксатора могут быть нанесены риски.
Площадь поперечного сечения отверстия в первой части корпуса может быть больше площади поперечного сечения первого фиксатора, в этом случае в отверстие в первой части корпуса установлен вкладыш из материала, имеющего модуль упругости при растяжении от 140 до 800 МПа. Такое выполнение отверстия и установка в него вкладыша, выполненного из материала с указанным модулем упругости, позволяют первому фиксатору перемещаться в отверстии при ударе какого-либо тела об ограждение, амортизировать удары каких-либо тел об ограждение и демпфировать возникающие при этом колебания.
В одном из частных случае выполнения ограждения вкладыш выполнен из сополимера этилена с винилацетатом.
В другом частном случае выполнения ограждения вкладыш выполнен из термопластичных вулканизаторов TPV.
В еще одном частном случае выполнения ограждения вкладыш выполнен из вторичных гранул полиэтилена высокого давления.
Наибольшими демпфирующими свойствами обладает вкладыш, изготовленный из термопластичных вулканизаторов. Свойства вкладыша из сополимера этилена с винилацетатом и из вторичных гранул полиэтилена высокого давления также позволяют эффективно использовать их амортизации удара и демпфировании возникающих при этом колебаний.
В стойках ограждения может быть выполнено несколько отверстий на различной высоте, которые могут быть различным образом ориентированных по отношению к продольной оси стойки.
В заявленном ограждении стойки и перекладины могут быть полыми полностью или частично.
На первый фиксатор может быть установлено уплотнительное кольцо, выполненное из материала, характеризующегося модулем упругости при изгибе от 300 до 1100 МПа.
Манжета установлена между стойкой и буртиком корпуса таким образом, что манжета охватывает буртик и примыкает к боковой поверхности стойки. Для лучшей передачи вращательного момента с перекладин на стойки могут быть предусмотрены детали и/или элементы деталей, которые придавали бы манжете большую конструкционную жесткость. Например, в манжете могут быть выполнены ребра жесткости или в полость манжеты устанавливается вставка.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показаны стойка 1 и перекладина 2, из которых состоит ограждение. Стойки и перекладина имеют отверстия 3 и 4. 3 - отверстие в перекладине 2, 4 - отверстие в стойке 1.
На фиг. 2 показан один из частных случаев выполнения соединителя 5, который состоит из корпуса 6, первого фиксатора 7, второго фиксатора 8. Корпус 6 имеет первую часть 9 и вторую часть 10, которые разделены буртиком 11, имеющим плоскую торцевую поверхность 12. В первой части 9 корпуса 6 выполнено отверстие 13. Во второй части 10 корпуса 6 выполнено отверстие 14. Отверстие 13 предназначено для установки первого фиксатора 7, а отверстие 14 - для установки второго фиксатора 8.
На фиг. 3 показано соединение перекладин со стойкой. Ограждение содержит стойку 1 и перекладины 2, имеющие полости и отверстия, выполненные в месте расположения полостей. В показанном на фиг.3 случае выполнения ограждения стойка и перекладины представляют собой полые трубы. Отверстия 3 и 4 показаны на фиг. 1. Каждая перекладина 2 соединена со стойкой 1 посредством соединителя 5, один из которых показан на фиг.2. Выше указано, что каждый соединитель имеет корпус 6, который выполнен с возможностью проходить через отверстие 4 в стойке (отверстие показано на фиг.1). Первая часть 9 корпуса 6 расположена внутри полости перекладины 2, а вторая часть 10 корпуса 6 расположена внутри полости стойки 1. Заявленное устройство снабжено манжетой 16, установленной между стойкой 1 и буртиком 11 корпуса 6. Манжета 16 охватывает буртик 11 и примыкает к боковой поверхности 18 стойки 1. Одна сторона манжеты 16, примыкающая к боковой поверхности 18 стойки 1, показана позицией 17, а вторая сторона манжеты 16, охватывающая буртик 11, показана позицией 19. Буртик 11 в показанном на фиг. 2 частном случае выполнения соединителя имеет плоскую торцевую поверхность 12.
Противоположные концы перекладин соединены со стойками аналогичным образом.
На фиг. 4 показан один из частных случаев выполнения соединителя 5, в котором первый фиксатор 7 установлен в отверстии 13 первой части 9 корпуса 6 с возможностью перемещения вдоль продольной оси 20 перекладины 2. Площадь поперечного сечения отверстия 13 в первой части 9 корпуса 6 больше площади поперечного сечения первого фиксатора 7. В этом случае в отверстие 13 первой части 9 корпуса 6 установлен вкладыш 21 из материала, имеющего модуль упругости при растяжении от 140 до 800 МПа. Такое выполнение отверстия и установка в него вкладыша позволяют первому фиксатору перемещаться в отверстии при ударе какого-либо тела об ограждение, при этом происходит амортизация удара и демпфирование колебаний, вызванных ударом какого-либо тела об ограждение.
В различных частных случаях вкладыш может быть выполнен из сополимера этилена с винилацетатом или из термопластичных вулканизаторов TPV или из вторичных гранул полиэтилена высокого давления.
На фиг. 5 показано крепление стойки 1 ограждения к площадке 22 из бетона или другого достаточно прочного материала, посредством основания 23, которое вставлено в стойку 1, выполненную в виде полой трубы. В данном случае основание выполнено в виде втулки 15, установленной на пластину 32, снабженную анкерными болтами 24, закрепляющими основание на площадке 22.
На фиг. 6 показано, каким образом соединитель 6 установлен в перекладину 2.
На фиг. 7 показано, каким образом соединитель 6 установлен в стойку 1.
На фиг. 8 показан фиксатор 7, имеющий стержень 26 со шляпкой 27, риски 28 и канавку 29.
На фиг. 9 показана манжета 16, имеющая внутреннюю поверхность 33 и внешнюю поверхность 34, внутри манжеты выполнены ребра жесткости 35.
На фиг. 10 показана манжета 16, имеющая внутреннюю поверхность 33 и внешнюю поверхность 34, внутри манжеты установлена вставка 36.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
Устройство может быть собрано следующим образом.
Как показано на фиг. 6, во внутрь перекладины 2, вставляется корпус 6, таким образом, что его первая часть 9 входит в полость перекладины, выполненной в виде полой трубы, до упора в буртик 11. При этом отверстие 3 в перекладине и отверстие 13 в первой части 9 корпуса 6 совпадают друг с другом. В отверстие 3 и в отверстие 13 вставляют первый фиксатор 7, на который предварительно установлено уплотнительное кольцо 25 из упругого материала. Уплотнительное кольцо 25 адаптирует форму фиксатора 7 к форме отверстия 3 и выполнено из материала, способного амортизировать удар о перекладину. Материал, из которого выполнено уплотнительное кольцо, характеризуется модулем упругости при изгибе от 300 до 1100 Мпа. Уплотнительное кольцо может быть изготовлено, например, из минералонаполненного термоэластопласта на основе стирольных блок-сополимеров, содержащего модифицирующие технологические добавки, термостабилизаторы и светостабилизаторы. Уплотнительное кольцо из этого материала обладает повышенной озоно- и атмосферостойкостью, стойкостью к агрессивным средам и к полярным растворителям (спиртам, эфирам, ацетону и т.п.). К таким материалам относятся минералонаполненные термоэластпластны, выпускаемые под торговыми названиями Технотеп 25-1К-55-9010 (черный) и Технотеп 40-1Л-9010 (черный).
Далее на вторую часть 10 корпуса 6 устанавливают манжету 16, одна сторона которой 17 охватывает вторую часть 10 корпуса 6, а вторая сторона 19 охватывает снаружи буртик 11 корпуса 6.
Как показано на фиг. 7, перекладина 2 с установленным на нее корпусом 6 и манжетой 16 соединяется со стойкой 1 путем установки второй части 10 корпуса 6 в отверстие 4 в стойке 1. Вторая часть 10 входит во внутрь полости стойки 1, выполненной в виде полой трубы, при этом манжета 16 прижимается к внешней боковой поверхности 18 стойки 1. Внутри стойки 1 в отверстие 14 второй части 10 корпуса 6 вставляют второй фиксатор 8, которой закрепляет корпус 6 на стойке.
Расположение манжеты 16 по отношению к корпусу 6 и стойке 1 после сборки ограждения показано на фиг. 3, где видно, что одна сторона 17 манжеты 16 частично охватывает вторую часть 10 корпуса 6 и примыкает к внешней боковой поверхности 18 стойки 1, а вторая сторона 19 охватывает буртик 11 корпуса 6.
Такое расположение манжеты позволяет использовать корпус, в котором буртик может иметь форму, отличную от формы, соответствующей наружной поверхности стойки, что упрощает изготовление корпуса. В тоже время, такое выполнение упругой манжеты 16 обеспечивает определенную свободу перемещения соединителя, стойки и перекладины друг по отношению в другу при ударе какого-либо тела об ограждение. Соединение указанных элементов является надежным, но не жестким, что предотвращает его разрушение при ударе. На предотвращение разрушения соединения работает и материал, из которого изготовлена упругая манжета. Материал способен амортизировать удар об ограждение и демпфировать возникающие при этом колебания стойки и/или перекладины.
Аналогично второй конец перекладины соединяется со второй стойкой с образованием ограждения.
Стойки могут быть выполнены с возможностью соединения с перекладинами с разных сторон стойки. Возможен вариант, когда перекладины устанавливаются на разных уровнях стойки, для чего на стойке по ее высоте предусмотрено несколько отверстий 4. Собранное ограждение может быть закреплено на площадке с помощью основания, в частном случае, выполненного в виде втулки, установленной на пластину, снабженную анкерными болтами, предназначенными для крепления основания стойки к поверхности площадки.
Противоположная основанию часть полой стойки может быть защищена от внешнего воздействия с помощью крышки, не показанной на чертежах, которая устанавливается после завершения сборки ограждения на каждую стойку или на некоторые стойки, в зависимости от условия эксплуатации.
Стойки 1 и перекладины 2 могут быть полыми полностью или частично. Отверстия 4 в стойках и отверстия 3 в перекладинах располагаются в месте расположения полостей. Полости располагаются таким образом, чтобы в них можно было установить соединители.
На чертежах показаны стойки и перекладины, имеющие круглое поперечное сечение. Поперечное сечение - это сечение, выполненное перпендикулярно продольной оси стоек и перекладин. Но стойки и перекладины могут иметь другую форму сечения. Например, прямоугольник, квадрат или иную форму. Стойки и перекладины могут иметь одинаковую форму поперечного сечения или различную.
Первый фиксатор 7, может быть выполнен различным образом. Он может представлять собой гладкий стержень, вставляемый в отверстия 3 и 13. В другом частном случае выполнения фиксатор 7 может быть выполнен так, показано на фиг. 8. В этом случае фиксатор 7 выполнен в виде стержня 26 со шляпкой 27, причем в стержне вдоль его оси выполнена канавка 29, например, полукруглой формы, необходимая для контроля за качеством сборки перекладины. На стержень 26 могут быть нанесены риски 28, по которым стержень может быть укорочен, если производится крепление перекладин небольшого поперечного сечения и длина стержня существенно превышает поперечный размер перекладины. Укорачивание необходимо для того, чтобы убрать выступающие элементы и повысить безопасность и надежность ограждения. Риски 28 нанесены на таком расстоянии, что они соответствуют наиболее часто используемым размерам перекладин.
Для определения модуля упругости материалов, использованных при изготовлении деталей ограждения использован ГОСТ 9550-81 «Методы определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе».
Ограждение предназначено для разграничения транспортных потоков и потоков пешеходов или ограждения территории, работает следующим образом. При столкновении движущегося объекта с ограждением последнее подвергается ударному воздействию. При этом стойки и перекладины могут смещаться друг относительно дуга и относительно соединителя. Если стойки и перекладины скреплены друг с другом жестко, то их перемещение может вызвать разрушение ограждения. В заявленном изобретении соединение стоек и перекладин выполнено таким образом, что они имеют возможность перемещаться друг относительно друга и относительно соединителя, посредством которого они соединены. Такую возможность обеспечивает наличие манжеты в конструкции соединителя. Эта же манжета амортизирует удар об ограждение и демпфирует возникающие при этом колебания элементов ограждения. Одновременно с этим манжета адаптирует форму буртика корпуса соединителя к форме стоек ограждения.
Заявитель одновременно за счет выбора материала упругой манжеты решает задачи сопряжения поверхности буртика соединителя со стойкой, амортизации удара и демпфирования возникающих при этом колебаний, а также обеспечения возможности перемещения стойки, перекладины и соединителя друг относительно друга.
Манжета выполнена из материала, имеющего модуль упругости при растяжении от 140 до 1200 МПа.
Для изготовления манжеты и вкладыша могут быть использованы, например:
1) сополимер этилена с винилацетатом, например, из Сэвилена 12306-020, имеющий следующие свойства:
Плотность: 0,940±0,005 г/см3.
Показатель текучести расплава при t=190°С: 1,0-3,0 г/10 мин.
Разброс показателя текучести расплава в пределах партии: не более ±15%.
Массовая доля винилацетата: в пределах 15-20%.
Количество включений: не более 15 шт.
Прочность при разрыве: не менее 12,5 (128) МПа (кгс/см2.
Относительное удлинение при разрыве: не менее 600%.
Твердость по Шору: 85-95 МПа.
Диапазон рабочих температур: от -75 до +100°С
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц: 2,3-2,7.
Метод переработки: экструзия, литье.
2) термопластичные вулканизаторы TPV
Предел прочности при растяжении (МПа): 5,8-6,2
Остаточная деформация: 70
Твердость по Шору А: 63÷67
Относительное удлинение при разрыве: 550
Плотность: 1.21÷1.23
Показатель текучести расплава (г/10 мин): 3-6
Температура сушки: 90
Время сушки: 2
Вид переработки: Экструзия
3) вторичные гранулы полиэтилена высокого давления.
Температура стеклования, °С -25
Температура плавления, °С 103-115
Температура хрупкости, °С-45…-120
Температура размягчения по Вик, °С 80-90
Температура длительной эксплуатации, °С 50
Степень кристалличности, % 50-65
Плотность, кг/м3 910-930
Показатель текучести расплава, г/10 мин 0,2-20
Морозостойкость,°С -70
Верхний предел рабочих температур, °С 60-70
Нижний предел рабочих температур, °С -120…-45
Предел текучести при растяжении, МПа 6,8-13,7
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа 7-16
Разрушающее напряжение при изгибе, МПа 12-20
Разрушающее напряжение при сжатии, МПа 12
Модуль упругости при растяжении, МПа 147-245
Модуль упругости при изгибе, МПа 118-225
Относительное удлинение при разрыве, % 150-1000
Твердость по Бринелю, МПа 14-25
Ударная вязкость по Шарпи, кДж/м2 без надреза/с надрезом Не разр./ не разр.
Коэффициент терния по стали 0,58
Объемное удельное электрическое сопротивление, Ом м (0,1-1)×1015
Поверхностное удельное электрическое сопротивление, Ом 1014-1015
Водопоглощение за 24 часа при 23°С,% 0,01
Удельная теплоемкость, кДж/(кг⋅К) 2,1-2,8
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м⋅К) 0,2-0,36
Температурный коэффициент линейного расширения, град-1 (22-55)×10-5
Коэффициент температуропроводности, м2/с 1,4×10-7
Приведенные примеры не исчерпывают всех материалов, которые могут быть использованы для изготовления манжеты и вкладыша.