Узел соединения стержней пространственного каркаса

 

Использование: в соединениях стержней пространственного каркаса несущих конструкций. Сущность изобретения: узел соединения стержней пространственного каркаса включает периферийные диски, между которыми закреплена центральная деталь с расположенными вдоль ее продольной оси цилиндрическими пазами, имеющими скосы на выходе, в которых размещены концы стержней с утолщениями , имеющими форму, соответствующую форме пазов. Каждое утолщение выполнено в виде плоских, сплющенных или скатанных концов стержней. 2 з.п.ф-лы, 9 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4614898/33 (86) РСТ/ЕР 88/01029 (12.11.88), (22) 11.09.89 (46) 07.02.93.Бюл, Гч 5 (31) Р 3800547.6 (32) 21.01.88 (33) DE (71) Октанорм-Фертрибс ГмбХ Фюр Бауэлементе (0Е) (72) Йоханнес Эрнст Отто Штэгер (DE) . (56) Авторское свидетельство СССР

М 894088, кл. Е 04 В 1/58, 1961. (54) УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО КАРКАСА

Изобретение касается узла для изготовления несущих конструкций.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является узел соединения стержней пространственного каркаса, включающий периферийные диски, между которыми закреплена центральная деталь с расположенными вдоль ее продольной оси цилиндрическими пазами, имеющими скосы на выходе, в которых размещены концы стержней с утолщениями, имеющими форму, соответствующую форме пазов.

Недостатками известного решения являются большой расход материалов и сложность изготовления и монтажа, Целью изобретения является снижение . материалоемкости, упрощение изготовления и монтажа.

На фиг.1 схематически изображен узел соединения двух стержней; на фиг.2 — то же; вид сверху; на фиг.3 — вид сбоку на пространственный каркас, состоящий из пяти узлов соединения и восьми стержней; на фиг.4 — вид сверху на пространственный каркас, показанный на фиг.3; на фиг.5 — вид

5Ы(, 1794151 А3

2 (57) Использование: в соединениях стержней пространственного каркаса несущих конструкций. Сущность изобретения: узел соединения стержней пространственного каркаса включает периферийные диски, между которыми закреплена центральная, деталь с расположенными вдоль ее продольной оси цилиндрическими пазами, имеющими скосы на выходе, в которых размещены концы стержней с утолщениями, имеющими форму, соответствующую форме пазов. Каждое утолщение выполнено в виде плоских, сплющенных или скатанных концов стержней. 2 з.п.ф-лы, 9 ил.

Ф сверху на один из стержней, расположенных в донной, плоскости каркаса, показан- Щ ного на фиг.3; на фиг.6 — вид сбоку на стержень, показанный на фиг.5; на фиг.7— вид сверху на один из стержней, расположенных в диагональной плоскости каркаса фиг,3; на фиг.8 — вид сбоку стержню фиг.7; на фиг,9 — устройство несущей конструкции изданных узлов соединения с применением показанных на фиг.3 и 4 элементов.

Ф

Узел соединения стержней 1 простран- а ственного каркаса включает периферийные (у диски 2, между которыми закреплена центральная деталь 3 с расположенными вдоль ее продольной оси 4 цилиндрическими пазами 5, имеющими скосы 6 на выходе, в ; Ф которых размещены концы стержней 1 с (лЭ утолщениями 7, имеющими форму, соответствующую форме пазов 5. Каждое утолщение выполнено в виде плоских сплющенных или скатанных концов 8 стержней 1. Утолщение относительно продольной оси 9 стерь жня 1 может быть размещено под углом 90 или меньше 90о

1794151

На фиг.3 и 4 показан пространственный каркас, изготовленный из стержней 1, соединенных между собой в узлах. Узел соединения стержней пространственной конструкции включает стержни 1, расположенные в донной плоскости пирамиды с квадратной базовой поверхностью, и четыре стержня, расположенных на боковых поверхностях, имеющих форму равнобедренных треугольников. Несущие стержни 1 своими концами зафиксированы в центральной детали 3, устройство которой поясняется со ссылкой на фиг,1 и 2, От этих центральных деталей

3, располо>кенных в углах квадрата, четыре стержня 1 идут диагонально вверх к середине пирамиды, на центральной оси которой. располо>кенной перпендикулярно к поверхно сти, находится центральная деталь 3, Стержни 1 проходят под углом а к базовой поверхности, который в примере исполнения составляет 37, 50. Угол Р в виде сверху фиг.4 составляет 45 .

Как можно видеть на фиг.5 и 6, каждый стержень 1 представляет собой трубу, уплощенную с обоих концов и оснащенную там плоскими концами 8, которые переходят в цилиндрические утолщения 7, При этом оси

10 обоих утОлщений 7 расположены перпендикулярно к оси 9 стержня 1. Утолщения 7 образованы обкаткой свободных концов 8 (фиг.8) стержней 1. Это дает преимущество монолитного и простого изготовления стержней и узлов соединения.

На фиг.7 и 8 показано, что расположенные в диагоналях стержни 1 в принципе выполнены аналогично, И эти стержни 1 уплощены по концам 8, проходящим под углом (а ).к оси 9 стержня 1, И здесь свободные концы стержней 1 прокатаны и имеются утолщения 7 цилиндрической формы, оси которых также под углом а расположены относительно оси стержня 1. Угол сх составляет, как уже приводилось в примере исполнения, 37,5 .

Как показано на фиг.1 и 2 для сборки пространственного каркаса, фиг. 3 и 4 для

- сборки других стержней в несущую конструкцию, достаточно ввести стержни соответственно своими утолщениями 7 в цилиндрические пазы 5 своими торцами, чтобы вследствие этого уже добиться фиксации стержней 1 в центральной детали 3.

Центральная деталь 3 в примере исполнения выполнена в виде цельнотянутого тела с аксиальным пазом (h), длина которого соответствует. высоте (h) утолщения 7 стер>кней 1. В этой цельнотянутой центральной детали, которая, например, может быть выполнена из алюминия, равномерно по ок50

14, которое может быть выполнено в виде внутреннего шестигранника, обеспечивает е итоге прочное свинчивание

Из фиг.3 и 4, кроме всего прочего, четко видно, что исходя из показанных там элементов можно изготавливать несущую конструкцию согласно фиг.9, причем сразу вслед за стержнями 1, уложенными в поверхность пирамиды и соосно с ними, можно укладывать стержни соседней пирамиды, и вершины обеих соседних пирамид могут ружности распределены цилиндрические пазы 5, имеющие скосы 6 на выходе. Оси пазов 5 проходят параллельно скосам и параллельно оси 4 центральной детали 3, выполненной в общем цилиндрической.

Ширина идущих от пазов 5 скосов б.несколько больше ширины уплощенных концов 8 стержней 1. Диаметр пазов 5 в общем соответствует диаметру утолщений 7, создавае-

"0 мых при обкатывании свободных уплощенных концов 8 стержней 1. Таким образом, несмотря на небольшой зазор, служащий для облегченного ввода утолщений 7 в пазы, после ввода утолщения 7 в

15 центральную деталь 3 создается определенное геометрическое замыкание, которого достаточно, чтобы удерживать стержни 1 в центральной детали 3. При этом находящиеся в геометрическом замыкании поверхно20 сти утолщений 7 и пазов 5 сравнительно велики, Поскольку вследствие этого поверхностное сжатие может поддерживаться сравнительно малым, можно выполнять стержни 1 из алюминия. Несущая конструкция, изготовленная из данных узлов, мржет поэтому иметь сравнительно небольшой вес. 3ro имеет значение, например, при изготовлении выставок.и ярмарок, когда необходимые для сборки отдельные детали

30 перед монтажом и после демонтажа должны снова транспортироваться B другие места.

Кроме того, обращение с легкими деталями упрощается.

Центральная деталь 3, как видно из

35 фиг,1, в своей нижней части закрыта периферийной деталью 2 диаметра, что и центральная деталь 3. Сверху она закрыта другим диском 2, выполненным идентично, . когда все утолщения 7 необходимые для

40 сборки стержней 1, введены в центральную деталь 3, С этой целью диск 2 оснащен расположенным в центре винтом 11, который может ввинчиваться в соответствующую резьбу отверстия 12; проходящего через

45 центральную деталь 3. Периферийные детали 2 по периметру имеют накатку, поэтому они легко и быстро могут вручную ввинчиваться в резьбу 13. Кроме того, предусмотренное для вставки инструмента углубление

1794151

20

30

40 вводиться соединительным звеном 15, которое опять-таки представляет собой стержень 1. Однако здесь из соображений четкости вместо обозначения выбрано обозначение 15.

Можно пирамиды согласно фиг,3 и 4 в. их поверхностях усилить тем, что предусмотреть дополнительйо еще более короткие диагональные стяжки, которые на виде сверху согласно фиг,4 расположены под на- 10 клонно вверх проходящими несущими стержнями и по своей длине соответствует половинам диагоналей квадрата.

Понятно, чТо можно вместо пирамидообразных элементов использовать другие формы, Восемь камер, расположенных осеасимметрично в центральной детали 3, позволяют располагать до восьми несущих стержней в плоскости, перпендикулярной оси центральной детали 3 или даже под углом а, причем сам угол может приниматься изменяемым, Естественно. оказывается, что узел согласно фиг.5-8 в случае необходимости с упомянутыми диагональными стяжками достаточен для того, чтобы можно было осуществлять все обычно требуемые формы несущей конструкции.

Как уже отмечалось, между утолщениями и cooTBBTGTBóþùèìè пазами предусмотрен определенный зазор, обеспечивающий облегченную вставку утолщений в пазы беэ применения инструментов. Однако соблюдаемые для этого допуски ведут к тому, что несущая конструкция, показанная на фиг.9, тогда, когда она в четырех наружных углах опирается соответствующими опорными столбами S на грунт и в данном случае дополнительно нагружается в направлении по стрелке В, провисает в середине. При больших пролетах в зависимости от длины применяемых стержней и числа соединительных узлов — в продольном направлении в примере — это приводит к знаФормула изобретения

1. Узел соединения стержней пространственного каркаса, включающий периферийные диски, между которыми закреплена центральная деталь с расположенными вдоль ее продольной оси цилиндрическими пазами, имеющими скосы на выходе, в которых размещены концы стержней с утолщениями, имеющими форму, соответствующую форме пазов, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости, упрочительным провисам несущей конструкции в центре. Этот провис может составлять несколько сантиметров и в определенных условиях может быть видимым.

Для устранения такого провиса можно испольэовать два различных типа соединительных узлов, которые хотя и устроены в принципе одинаково, но по размерам А и О, укаэанным на фиг,2, отличаются друг от друга, Так, например, в несущей конструкции по фиг.9 — нижнее перекрытие — предусмотрены так называемая связь растяжения и. связь сжатия, встроенные соответственно в нижний пояс несущей конструкции связь растяжения и в верхней пояс связь сжатия.

Все связи несущей конструкции фиг.9 работает на сжатие, а связи растяжения — на .растяжение.

Исполнение связей сжатия и растяжения осуществляется так, что размер D и зависящий от него при одинаковом сечении пазов размер А у связи растяжения на сумму допустимых допусков между утолщениями и пазами меньше, чем у связи сжатия. За счет этого все допуски у связей сжатия проходят наружу, а у связей растяжения — напротив, к центру. Это приводит к тому, что устраняется зависящий от допусков провис несущей конструкции.

В примере с соединительными узлами согласно фиг.1 и 2 с наружным диаметром около 45 мм размер 0 для связей растяжения составляет, например, около 31,5 мм, а для связей сжатия — 33,5 мм. Поэтому для пазов был предусмотрен диаметр около 9 мм. Общие допустимые допуски составляют здесь около 1 мм на соединительный узел (зазор между каждым утолщением и па ом около 0,25 мм), так что разница для размера диаметра 0 получается 2 мм, Возможны другие отклонения размеров и соответственно другие разницы в размере

D для связей растяжения и сжатия. щения изготовления и монтажа, каждое утолщение выполнено в виде плоских сплющенных и скатанных концов стержней.

2. Узел соединения по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что утолщение относительно продольной оси стержня размещено подуглом 90О, 3. Узел соединения по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, утолщение относительно . продольной оси стержня размещено под углом меньше 90О.

1794151

Фиг.5

Фиг, 4

4799 f51

Фиг, Х

6

1794151

Составитель Н.Павлова

Техред M.Mîðãåíòàë Ко, ректор E,Ïànï

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г . Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 527 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5