СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ РАМ ИЗ ПОЛЫХ ПРОФИЛИРОВАННЫХ ДЕТАЛЕЙ

Область техники
Полезная модель относится к конструкции соединительных элементов, предназначенных для стыковки полых деталей оконных, дверных и им подобных (в частности, мебельных) рам.
Уровень техники
В современном строительстве жилых, общественных и производственных зданий и некоторых иных отраслях народного хозяйства для изготовления разнообразных рам все шире применяют полые профилированные металлические, полимерные (в том числе, армированные стеклянными, минеральными и иными волокнами) и металлопластиковые полуфабрикаты, из которых нарезают детали требуемой длины.
Для таких рам характерны Г-образные и Т-образные соединения двух деталей, из которых одна служит «полкой» и со стороны стыка закрыта (нередко профилированной) стенкой, а вторая является стойкой или поперечиной и со стороны стыка имеет открытый торец.
Перед сборкой по меньшей мере одну полую деталь (обычно стойку или поперечину), как правило, подрезают в торцевой части в соответствии с профилем «полки» для обеспечения плотной стыковки и как можно более эффективной изоляции полости от доступа пыли и влаги, а затем подготовленные детали соединяют с использованием подходящих средств.
В частности, такими средствами могут быть современные высокопрочные клеи, которые пригодны для эффективной герметизации полостей стоек или поперечин в зонах стыков с «полками». Однако необходимость тщательного обезжиривания и сушки поверхностей перед нанесением клея и затраты времени на зажим соединяемых деталей в профилированных струбцинах, их выдерживание в зажатом состоянии до отверждения клея и последующий съем струбцин существенно усложняют сборку рам и снижают производительность труда.
Поэтому в условиях серийного производства рам общеприняты механические стягивающие крепления с применением преимущественно самонарезающих винтов. Соответственно, возникает потребность во вспомогательных соединительных элементах.
Простейшими элементами такого типа являются общеизвестные (обычно металлические и, реже, пластмассовые) уголковые стыковые накладки, которые массово изготовляют штамповкой или литьем под давлением. Они одинаково пригодны для Г-образных и Т-образных стыков сплошных деталей рам. Однако стягивание полых тонкостенных деталей такими накладками не обеспечивает достаточную надежность, придает собранным рамам неэстетичный внешний вид и существенно затрудняет заполнение проемов стеклом (в оконных рамах) или филенками (в дверных рамах).
В последнее время для Г-образных и Т-образных стыков деталей из полых профильных заготовок все чаще применяют соединительные элементы, которые обеспечивают перекрытие торца стойки или поперечины рамы и ее фиксацию относительно «полки» с помощью, как правило, вышеупомянутых самонарезающих винтов.
К сожалению, большая часть доступных на рынке элементов такого типа изготовлена литьем под давлением из дешевых довольно хрупких алюминиевых сплавов, которые неудовлетворительно воспринимают нагрузки при нарезании винтовой резьбы и при эксплуатации.
Поэтому усилия конструкторов направлены в основном на поиски таких форм соединительных элементов, которые способны ослабить указанные недостатки.
Типичными примерами таких элементов могут служить варианты конструкции «соединителя для оконных рам», известные из фотографий к патенту Украины №15232 на соответствующий промышленный образец. В частности, упомянутый соединитель представляет собою пластину, которая имеет с одной стороны пару симметричных поперечных выступов, по меньшей мере два раззенкованных отверстия по краям и расположенный посередине между выступами прилив с радиальными ребрами жесткости. В этом приливе выполнено центральное отверстие для основного винта.
Очевидно, что повышение надежности ценой увеличения сложности и массы соединительных элементов экономически не оправдано.
Из патента Украины №13375 на промышленный образец известен такой «механический соединитель» для рам из полых профилированных деталей, второй вариант конструкции которого наиболее близок по технической сущности к предлагаемому соединительному элементу.
Известный соединительный элемент представляет собою практически прямоугольный в поперечном сечении коробчатый корпус.Все стенки этого корпуса с одного торца жестко связаны перемычкой в виде крышки, которая имеет центральное отверстие и боковые упоры в виде двух оппозитных закраин. В рабочем положении корпус введен в полость стойки или поперечины так, что ее оппозитные боковые стенки упираются в дно пазов закраин перемычки, и зафиксирован относительно «полки» рамы винтом, который пропущен сквозь эту «полку» и ввинчен в центральное отверстие в перемычке.
В сравнении с вышеуказанным аналогом такой соединительный элемент имеет более простую форму. Однако он чрезмерно массивен и нетехнологичен, поскольку может быть серийно изготовлен только литьем под давлением, которое связано с обрезкой литников и грата, неизбежно появляющегося по мере износа литейной формы.
Краткое изложение сущности полезной модели
В основу полезной модели положена задача усовершенствованием геометрической формы создать менее материалоемкий и более удобный в изготовлении соединительный элемент.
Эта задача решена тем, что в соединительном элементе для рам из полых профилированных деталей, имеющем корпус, который включает стенки и перемычку, жестко связывающую эти стенки с одного торца и несущую боковые упоры, согласно изобретательскому замыслу корпус имеет профиль П-образной скобы, а боковые упоры выполнены в виде отдельных выступов, расположенных по меньшей мере с одной стороны перемычки. В сравнении с прототипом такой соединительный элемент гораздо менее массивен и может быть изготовлен из листовой стали штамповкой.
Первое дополнительное отличие состоит в том, что в перемычке выполнено по меньшей мере одно отверстие для винта и в зоне расположения этого отверстия выдавлен круглый выступ, направленный наружу или внутрь корпуса.
Второе дополнительное отличие состоит в том, что в каждой стенке выполнено по меньшей мере одно отверстие. Это облегчает фиксацию стенок соединительного элемента относительно стенок полой стойки или поперечины рамы.
Третье, дополнительное ко второму отличие состоит в том, что в каждой стенке выполнена по меньшей мере пара отверстий. Это придает дополнительную жесткость соединениям стенок корпуса со стенками закрепляемой детали.
Четвертое, дополнительное к третьему отличие состоит в том, что пары отверстий в противоположных стенках корпуса расположены на скрещивающихся диагоналях. Это обеспечивает наибольшую жесткость вышеупомянутых соединений.
Пятое дополнительное отличие состоит в том, что в зонах стыка каждой стенки с перемычкой имеются вдавленные внутрь корпуса наклонные ребра жесткости.
Шестое дополнительное отличие состоит в том, что каждая стенка имеет по бокам ребра жесткости в виде загнутых внутрь корпуса кромок.
Седьмое дополнительное отличие состоит в том, что перемычка имеет по меньшей мере одно ребро жесткости, расположенное перпендикулярно стенкам или по диагонали перемычки.
Пятое, шестое и седьмое дополнительные отличия существенно повышают жесткость соединительных элементов, изготовленных из тонколистовой стали. При этом указанные ребра могут быть легко сформированы при штамповке соединительного элемента.
Краткое описание чертежей
Далее сущность полезной модели поясняется подробным описанием конструкции и способа применения соединительного элемента со ссылками на чертежи, где изображены на:
фиг.1 - соединительный элемент для рам из полых профилированных деталей (вид в профиль);
фиг.2 - то же что на фиг.1 (вид сверху со стороны перемычки); фиг.3-то же что на фиг.1 (вид сбоку);
фиг.4 - то же что на фиг.1 (общий вид оптимального варианта конструкции в аксонометрической проекции).
Наилучшие варианты осуществления изобретательского замысла
Соединительный элемент (см. фиг.1) имеет корпус в виде П-образной скобы, включающей стенки 1 и жестко связывающую их с одного торца перемычку 2, которая по меньшей мере с одной стороны (а предпочтительно с обеих сторон) оснащена боковыми упорами 3 и в которой выполнено по меньшей мере одно (в частности, центральное) отверстие 4 для винта (см. также фиг.2).
Как видно на фиг.3, в каждой стенке 1 может быть выполнено по меньшей мере одно отверстие 5 (а предпочтительно два или более таких отверстия) для прикрепления соединительного элемента к не показанным здесь стенкам полой профилированной детали, закрепляемой в собираемой раме.
На той же фиг.3 видно, что перемычка 2 в зоне расположения отверстия 4 имеет направленный наружу корпуса круглый выдавленный выступ 6. Специалисту понятно, что не показанный особо эквивалентный выступ 6 может быть направлен внутрь корпуса.
На фиг.4 показано, что каждая стенка 1 имеет по меньшей мере пару отверстий 5, что пары таких отверстий 5 в противоположных стенках 1 предпочтительно расположены на скрещивающихся диагоналях и что в зонах стыка каждой стенки 1 с перемычкой 2 имеются вдавленные внутрь корпуса наклонные ребра 7 жесткости.
И, наконец, на той же фиг.4 видно, что каждая стенка 1 имеет по бокам ребра 8 жесткости в виде подогнутых внутрь корпуса кромок и что перемычка 2 имеет по меньшей мере одно ребро 9 жесткости. Специалисту понятно, что одно (или каждое) такое ребро 9 должно быть расположено перпендикулярно стенкам 1 и/или по диагонали (диагоналям) перемычки 2.
Описанный соединительный элемент изготовляют штамповкой из листовой стали, имеющей толщину предпочтительно 1,5-2,0 мм и, как правило, металлическое (обычно цинковое) антикоррозионное покрытие. В процессе штамповки:
вырубают заготовку в виде развертки стенок 1 и перемычки 2 с боковыми упорами 3,
пробивают предусмотренные отверстия, в том числе обязательно - по меньшей мере одно отверстие 4 и, по желанию, отверстия 5,
подгибают кромки стенок 1 для формирования ребер 8 жесткости,
загибают эти стенки 1 относительно перемычки 2 под практически прямыми углами и
выдавливают выступ 6 и прочие ребра жесткости 7 и 9.
Описанный соединительный элемент используют при сборке рам из полых профилированных деталей следующим образом.
Его вставляют (обычно с легким натягом) в торцевую часть полой профилированной детали (которая будет служить стойкой или поперечиной собираемой рамы) до контакта ее стенок с боковыми упорами 3. Затем эту деталь устанавливают на заранее размеченную «полку» таким образом, чтобы отверстие (или отверстия) 4 в перемычке 2 оказались напротив сквозных отверстий в стенках «полки», и предварительно фиксируют по меньшей мере одним (предпочтительно самонарезающим) винтом. Далее ввинчивают остальные винты и, по желанию, дополнительно уплотняют зону стыка подходящим герметиком.
Промышленная применимость
Предложенный соединительный элемент пригоден для массового изготовления штамповкой из доступной на рынке листовой стали (как правило, с антикоррозионным покрытием). Такие элементы одинаково пригодны для Г-образных и Т-образных (и даже крестообразных) стыков деталей оконных, дверных и иных рам, изготовленных из полых профилированных заготовок.