опорный элемент и способ его изготовления

Формула изобретения

1. Удлиненный опорный элемент, имеющий поперечное сечение, которое содержит стенку (9) и две боковые полки (10, 11) для опоры строительных панелей, отличающийся тем, что стенка (9) имеет удлиненную зону выравнивания напряжений (4), которая простирается полностью или частично между двумя наружными концами (8а, 8b) опорного элемента (8) и которая включает ряды деформаций (12, 13), проходящих полностью или частично через толщину материала, таких как надрезы, щели, участки с насечкой.

2. Опорный элемент по п.1, отличающийся тем, что ряды деформаций (12, 13) расположены по крайней мере в двух удлиненных параллельных участках (5, 6), которые являются узкими по сравнению с шириной стенки (9) и которые параллельны боковым полкам (10, 11).

3. Опорный элемент по п.2, отличающийся тем, что каждый из рядов деформаций содержит большое число закрытых надрезов (12, 13), расположенных рядами.

4. Опорный элемент по п.2 или 3, отличающийся тем, что между удлиненными узкими участками (5, 6) находится необработанный, без надрезов материал (7) стенки (9).

5. Опорный элемент по п.1, отличающийся тем, что имеет U-образное поперечное сечение, и зона выравнивания напряжений (4) расположена симметрично по отношению к центральной плоскости (М), простирающейся через опорный элемент (8) перпендикулярно стенке (9).

6. Опорный элемент по п.2 или 5, отличающийся тем, что зона выравнивания напряжений (4) содержит множество узких участков (5, 6) вышеупомянутого типа, расположенных попарно и с равными промежутками от указанной центральной плоскости (М).

7. Опорный элемент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что боковые полки (10, 11) изготовлены главным образом из тянутого металла.

8. Опорный элемент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что изготовлен из тонкого металлического листа.

9. Способ изготовления из плоской заготовки из листового металла удлиненного опорного элемента (8), имеющего поперечное сечение, которое включает стенку (9) и две боковые полки (10, 11), для опоры строительных панелей, отличающийся тем, что поверхность плоской заготовки из листового металла (1), которая предназначена для образования указанной стенки (9), выполняют с зоной выравнивания напряжения (4) посредством того, что наносят ряды деформаций (12, 13), проходящих полностью или частично через толщину материала, таких как надрезы, щели, участки с насечками.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что ряды деформаций (12, 13) выполняют в виде узких относительно ширины стенки (9) удлиненных параллельных участков (5, 6), которые размещают параллельно боковым полкам (10, 11), и которые образуют посредством большого числа закрытых надрезом (12, 13), расположенных рядами и проходящих полностью или частично через толщину материала стенки (9).

11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что заготовку из листового металла (1) формуют для получения поперечного сечения U-образной формы.

12. Способ по любому из пп.9, 10 или 11, отличающийся тем, что используют боковые полки (10, 11) с участками из тянутого металла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к опорному элементу для строительства стен, содержащих строительные панели и тому подобное. Изобретение также касается способа изготовления такого опорного элемента.

Опорные элементы этого типа описаны в "Tak-vaggkatalogen" ("Каталог потолков и стен"), изданном в 1994 г. "Линдаб АБ", в котором изображен монтаж так называемых "строительных стоек" (стр. 105-107) и в котором показаны различные схемы размещения вертикальных стоек и горизонтальных балок, взаимодействующих между собой (стр. 108-109). Дополнительные примеры опорных элементов в области, к которой относится изобретение, показаны, например, на стр. 113 и 119 вышеуказанного каталога. Термин "опорный элемент" используется далее как общее понятие для стоек, секций и балок и т.д. для строительства стен, особенно стен, в которых строительные панели монтируются на опорных элементах.

Кроме того, в опубликованной заявке на патент Швеции SE-B-457,223 (соответствующей US-A-4,513,551) описан опорный элемент U-образного поперечного сечения, содержащий стенку и две боковые полки для опоры строительных панелей или тому подобного. Для облегчения заворачивания крепежных болтов при монтаже строительных панелей на опорных элементах (сравни Каталог Линдаб, стр. 105), боковые полки имеют площадки из так называемого тянутого металла, которые являются направляющими для крепежных болтов (сравни фиг. 1 в SE-B-457,223).

Такие опорные элементы, как описаны выше, изготовляются из плоской заготовки из листового металла, которой в специальном процессе формования придается форма U-образного сечения. При этом формовании в опорном элементе часто возникает нежелательное внутреннее напряжение, которое может привести к изгибу всего опорного элемента, что затруднит монтажную операцию. В опорных элементах типа показанных в SE-B-457,223 наличие в полках тянутого металла может создать специальное напряжение, которое в самом худшем случае приведет к тому, что свободные продольные кромки полок могут изогнуться или принять волнообразную форму. Эта волнообразная форма может возникнуть, даже когда две площадки тянутого металла отформованы на плоской заготовке из листового металла, продольные кромки которой в неблагоприятных случаях принимают волнообразную форму с такой большой амплитудой (около 40 мм), что обращение с заготовкой из листового металла, имеющей форму полосы, так же, как и формование ее в желаемый опорный элемент, оказывается затруднительным.

Таким образом, требуется новый опорный элемент, который в меньшей степени имеет тенденцию к изгибу и который не принимает вышеупомянутую нежелательную волнообразную форму.

Еще одно общее требование, которое хорошо известно, состоит в том, что опорный элемент должен иметь достаточную жесткость и выдерживать линейные нагрузки, перпендикулярные к полкам, которые возникают во время монтажа, и также, когда готовые стены подвергаются нагрузкам. Для укрепления опорных элементов были предложены различные средства, примеры их показаны на стр. 113 каталога Линдаб, упомянутого во введении, и в которых стенка опорной стойки была снабжена двумя параллельными продольными упрочнениями в форме канавок.

Однако в настоящее время требуются еще более прочные опорные элементы, что явилось отправной точкой для данного изобретения. Необходим новый тип опорного элемента, который имеет повышенную прочность и жесткость и в котором полки, в частности, упрочнены таким образом, что они имеют гораздо меньшую деформацию по направлению друг к другу под воздействием нагрузки, например, при монтаже на них строительных панелей.

В качестве дополнительного примера известного уровня техники может быть упомянут опорный элемент по US-A-4,619,098, который с целью уменьшения тепло- и холодопроводности выполнен с прорезями. Однако в этом патенте ничего не говорилось о нежелательном внутреннем напряжении и недостаточной жесткости.

Краткое изложение сущности изобретения

Задачей настоящего изобретения является решение вышеописанных проблем (опорный элемент повышенной прочности и жесткости) и, следовательно, создание усовершенствованного опорного элемента.

Эти и другие задачи, которые будут понятны из следующего описания изобретения, решаются посредством удлиненного опорного элемента, имеющего поперечное сечение, которое содержит стенку и две боковые полки для опоры строительных панелей, при этом стенка имеет удлиненную зону выравнивания напряжении, которая простирается полностью или частично между двумя наружными концами опорного элемента и которая включает ряды деформаций, проходящих полностью или частично через толщину материала, таких как надрезы, щели, участки с насечкой.

Предпочтительно, что ряды деформаций расположены по крайней мере в двух удлиненных параллельных участках, которые являются узкими по сравнению с шириной стенки и которые параллельны боковым полкам.

Каждый из рядов деформаций может содержать большое число закрытых надрезов, расположенных рядами.

Целесообразно, чтобы между удлиненными узкими участками был расположен необработанный, без надрезов материал стенки.

Опорный элемент может иметь U-образное поперечное сечение, и зона выравнивания напряжений располагаться симметрично по отношению к центральной плоскости, простирающейся через опорный элемент перпендикулярно стенке.

Зона выравнивания напряжений опорного элемента может содержать множество узких участков вышеупомянутого типа, расположенных попарно и с равными промежутками от указанной центральной плоскости.

Боковые полки опорного элемента изготавливают, главным образом, из тянутого металла.

Целесообразно изготавливать опорный элемент из тонкого металлического листа.

Согласно изобретению, способ изготовления из плоской заготовки из листового металла удлиненного опорного элемента, имеющего поперечное сечение, которое включает стенку и две боковые полки, для опоры строительных панелей, заключается в том, что поверхность плоской заготовки из листового металла, которая предназначена для образования указанной стенки, выполняют с зоной выравнивания напряжений посредством того, что наносят ряды деформаций, проходящих полностью или частично через толщину материала, таких как надрезы, щели, участки с насечками.

Предпочтительно, ряды деформаций выполняют в виде узких относительно ширины стенки удлиненных параллельных участков, которые размещают параллельно боковым полкам и которые образуют посредством большого числа закрытых надрезов, расположенных рядами и проходящих полностью или частично через толщину материала стенки.

В одном из вариантов осуществления заготовку из листового металла формуют для получения поперечного сечения U-образной формы.

В другом варианте осуществления способа используют боковые полки с участками из тянутого металла.

Опорный элемент по изобретению снабжен зоной выравнивания напряжений в стенке, имеющей ряды деформаций, что создает большую жесткость и способность противостоять нагрузкам по сравнению с опорными элементами по известному уровню техники подобного типа. Особенно хорошие результаты были достигнуты при конструктивном исполнении, в котором зона выравнивания напряжений выполнена в форме двух удлиненных участков, узкими относительно ширины стенки и параллельными боковым полкам, каждый из которых состоит из некоторого количества закрытых надрезов, расположенных рядами и простирающихся полностью или частично через материал стенки, причем указанные узкие участки ограничивают собой необработанный материал без надрезов.

Сравнительный эксперимент с таким опорным элементом кратко анализируется ниже.

Опорный элемент длиной 2400 мм из тонкого металлического листа в соответствии с вышеупомянутым конструктивным исполнением, в котором полки опорного элемента имеют площадки тянутого металла, имел опору на его концы и был подвергнут линейной нагрузке в 500 Н/м. Соответствующий опорный элемент по известному уровню техники, по существу в соответствии с фиг. 2 в SE-B-457,223, также имеющий полки из тянутого металла, но полностью необработанную стенку, был подвергнут такой же нагрузке. Прогиб в центре опорного элемента по изобретению составлял только половину по сравнению с прогибом опорного элемента по известному уровню техники (около 5 мм по сравнению с около 10 мм).

В соответствии с изобретением создан прямой опорный элемент, который имеет хорошую прочность и не принимает волнообразную форму, как опорный элемент по известному уровню техники. Предварительные нежелательные внутренние напряжения в опорном элементе исключаются или изменяются благодаря наличию зоны выравнивания напряжений в стенке опорного элемента.

Изобретение и многие его преимущества будут описаны более подробно ниже со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых показаны предпочтительные конструктивные исполнения.

Фиг. 1 изображает перспективный вид плоской заготовки из листового металла;

фиг. 2 - перспективный вид опорного элемента в соответствии с изобретением, изготовленного из заготовки из листового металла, показанной на фиг. 1;

фиг. 3 - участок стенки опорного элемента в увеличенном масштабе;

фиг. 4 - вид, подобный фиг. 3, альтернативного конструктивного исполнения стенки опорного элемента.

Описание предпочтительных конструктивных исполнений

На фиг. 1 заготовка из тонкого металлического листа в целом обозначена как 1, причем она известным образом содержит две площадки из тянутого металла 2, 3, которые отделены промежутком от двух продольных кромок заготовки из листового металла 1. Между площадками тянутого металла 2, 3 заготовка из листового металла 1 имеет зону выравнивания напряжений или зону изменения напряжений 4, имеющую ряды деформаций, которая в этом конструктивном исполнении представляет собой два продольных участка 5, 6, каждый из которых состоит из большого числа закрытых надрезов, расположенных рядами и простирающихся частично или полностью через заготовку из листового металла 1, как будет более подробно описано ниже. Между двумя участками 5, 6 оказывается площадка 7 необработанного материала без надрезов.

Заготовка из листового металла, показанная на фиг. 1, известным способом формуется в опорный элемент 8 в соответствии с изобретением, который показан на фиг. 2. Удлиненный опорный элемент 8 выполнен с U-образным поперечным сечением, содержащим стенку 9 и две боковые полки 10, 11 для опоры строительных панелей или тому подобного (не показаны). Площадки тянутого металла 2, 3 боковых полок 10, 11 облегчают завинчивание фиксирующих элементов, таких как крепежные болты или тому подобных, для крепления строительных панелей. В ряде случаев строительные панели могут быть также прикреплены путем приклеивания (не показано). Здесь необходимо отметить, что изобретение также применимо для опорных элементов без таких площадок тянутого металла в полках.

Зона выравнивания напряжений 4 расположена предпочтительно симметрично по отношению к центральной плоскости М, простирающейся через опорный элемент 8 перпендикулярно стенке 9.

На фиг. 2 ясно показано, как зона выравнивания напряжений 4 размещена в стенке 9. В соответствии с предпочтительным конструктивным исполнением зона выравнивания напряжений 4 содержит два удлиненных участка 5, 6, которые являются узкими по сравнению с шириной стенки 9, параллельными боковым полкам 10, 11 и каждый из которых содержит большое число закрытых надрезов 12, расположенных рядами и простирающихся полностью или частично через материал стенки 9 (см. фиг. 3). Как упомянуто выше, узкие участки 5, 6 ограничивают площадку 7 необработанного материала стенки 9 без надрезов.

Необходимо подчеркнуть, что надрезы 12, показанные на фиг. 3, могут быть различной формы и содержать другие виды деформаций или искажений материала, такие как участки с насечкой, щели и т.п. или их комбинации. Альтернативное конструктивное исполнение показано на фиг. 4, на которой надрезы представляют собой Т-образные щели 13, расположенные рядами, причем они несколько смещены относительно друг друга. Нужно принять во внимание, что возможен ряд других типов надрезов или искажений; важно лишь, чтобы в стенке 9 опорного элемента 8 была предусмотрена зона выравнивания напряжений, имеющая ряды деформаций, обеспечивающая повышенную прочность и уменьшающая риск изгиба опорного элемента и возникновения его волнистости. В частности, необходимо упомянуть, что узкие участки 5, 6 с надрезами не обязательно должны простираться вдоль всего расстояния от одного наружного конца 8а опорного элемента до другого конца 8b. Как вариант (не показано) эти участки 5, 6 могут простираться либо вдоль части длины стенки 9, либо с промежутками.

В соответствии с конструктивным исполнением изобретения, которое не показано более подробно, зона выравнивания напряжений 4 содержит несколько узких участков 5, 6 упомянутого выше типа, расположенных попарно, предпочтительно с равными промежутками от указанной центральной плоскости М. Число узких участков с надрезами не является определяющим для данного изобретения, если в стенке предусмотрена соответствующая зона выравнивания напряжений.

В способе изготовления в соответствии с конструктивным исполнением изобретения из плоской заготовки из листового металла 1 опорного элемента 8 в соответствии с фиг. 2 предусматривается плоская заготовка из листового металла 1 с зоной выравнивания напряжений 4 в форме нескольких продольных участков 5, 6, которые являются узкими по сравнению с шириной стенки 9 и которые расположены параллельно и отделены промежутками один от другого. Кроме того, они образованы посредством нарезания большого числа закрытых надрезов 12 или 13, расположенных рядами и проходящих полностью или частично через толщину материала стенки 9. По этому способу боковые полки 10, 11 опорного элемента 8 предпочтительно могут быть изготовлены с площадками тянутого металла 2, 3.

Следует упомянуть еще одно преимущество опорного элемента по изобретению. В экспериментах на практике было обнаружено, что зона выравнивания напряжений в стенке оказывает благоприятное воздействие на звукопоглощающую способность опорного элемента. Этот побочный эффект оказался настолько благоприятным, что об опорном элементе, предусмотренном в соответствии с изобретением, можно сказать, что он образует сочетание опорной стойки и стойки, которое на языке техники называется "звукопоглощающая стойка".

Концепция изобретения никоим образом не ограничивается конструктивными исполнениями и вариантами, описанными выше, однако множество модификаций являются возможными в диапазоне идеи изобретения, как она выражена в прилагаемых пунктах формулы изобретения. Необходимо особенно подчеркнуть, что изобретение может применяться в нескольких типах опорных элементов, как было указано во введении. Форма поперечного сечения опорного элемента не является определяющей для изобретения, оно может быть U-, C- или Z-образным и т.п. Кроме того, зона выравнивания напряжений в стенке опорного элемента может быть в пределах изобретения выполнена иначе, чем описано выше.