система профильных балок прежде всего для сооружения ярмарочных и выставочных павильонов

Формула изобретения

1. Система профильных балок прежде всего для сооружения ярмарочных и выставочных павильонов, состоящая из многоугольных в поперечном сечении полых профильных балок (10, 40, 41, 42, 60), которые по меньшей мере на одной из их боковых стенок (14, 15, 16, 17) имеют проходящие вдоль их кромок ребра (18, 19, 20, 21), между которыми образованы имеющие краевые поднутрения пазы (22) для фиксации в них быстродействующих соединительных элементов (43, 44, 63), предназначенных для присоединения последующих профильных балок (10, 40, 41, 42, 60) или других конструктивных элементов (70), а также имеют внутри на угловых участках внутренние угловые канавки (23), что обеспечивает возможность расклинивания или отжимания указанных ребер (18, 19, 20, 21) в стороны при одновременном деформировании заключенной между ними стенки (14, 15, 16, 17) полой профильной балки, отличающаяся тем, что на примыкающих друг к другу боковых стенках (14, 16, 17) полых профильных балок (10, 40, 41, 42, 60) предусмотрены ребра, при этом между обоими ребрами (18, 19, 20, 21), расположенными на кромке между примыкающими друг к другу боковыми стенками (14, 16, 17) полой профильной балки (10, 40, 41, 42, 60), образована наружная угловая канавка (24).

2. Система профильных балок по п.1, отличающаяся тем, что наружная угловая канавка (24) имеет краевые поднутрения под крепежные элементы.

3. Система профильных балок по п.1 или 2, отличающаяся тем, что внутренние и наружные угловые канавки (23, 24) расположены таким образом, что между ними заключена ось поворота (D1) обоих ограничивающих наружную угловую канавку (24) ребер (20, 21), совершаемого ими при их расклинивании или отжимании в стороны.

4. Система профильных балок по п.2 или 3, отличающаяся тем, что между краевыми поднутрениями в пазах (22), расположенных на боковых стенках полых профильных балок, и краевыми поднутрениями в наружных угловых канавках (24) заключены оси поворота (D2, D3) образующих краевые поднутрения частей (20.1, 21.1) ребер (20, 21).

5. Система профильных балок по п.3 или 4, отличающаяся тем, что ребра (20, 21), в пределах которых находятся или между которыми заключены указанные оси поворота (D1, D2, D3), по меньшей мере частично слегка наклонены внутрь соответствующего паза.

6. Система профильных балок по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что внутренние и наружные угловые канавки (23, 24) расположены таким образом и имеют такую форму, чтобы усилия, возникающие под действием сжимающей или растягивающей нагрузки, приложенной к торцевым сторонам ребер (18, 19, 20, 21), передавались к противоположным стенкам (14, 15, 16, 17) полой профильной балки (10) по прямой линии, а полая профильная балка (10) не подвергалась в ее поперечном сечении сжатию или растяжению.

7. Система профильных балок по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что на тех участках ребер (20.1, 21.1), которые ограничивают поднутрения в пазах (22, 25, 29, 61) на боковых стенках (14, 15, 16, 17) полых профильных балок, расположены небольшие дополнительные пазы (67) под входящие в них края пружинных элементов (64), которые взаимодействуют с пазовыми сухарями (63), фиксируемыми в образованном ребрами (18, 19, 20, 21) пазу (22, 25, 29, 61).

8. Система профильных балок по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что профильные балки (10, 40, 41, 42, 60) разделены на несколько камер (11, 12, 13).

9. Система профильных балок по п.8, отличающаяся тем, что указанные камеры (11, 12, 13) имеют в поперечном сечении по меньшей мере приблизительно квадратную форму.

10. Система профильных балок по п.8 или 9, отличающаяся тем, что профильные балки (10, 40, 41, 42, 60) имеют в тех местах, где межкамерные перегородки (26, 27) соединяются с боковыми стенками (16, 17) профильной балки, выступающие наружу средние ребра (28), между парой которых и/или между которыми и расположенными на внешних краевых участках профильных балок (10, 40, 41, 42, 60) ребрами (18, 21) образованы пазы (25, 29) с краевыми поднутрениями.

11. Система профильных балок по п.10, отличающаяся тем, что средние ребра (28) выполнены жесткими, а пазы (25), образованные между этими средними ребрами (28) и внешними ребрами (18, 21), имеют в поперечном сечении не симметричную относительно их средней оси (30) форму.

12. Система профильных балок по п.11, отличающаяся тем, что проходные отверстия (X), Х2) пазов (25) имеют не симметричную относительно их средней оси (30) форму.

13. Система профильных балок по любому из пп.10-12, отличающаяся тем, что предусмотрена возможность фиксации в пазах (25, 29) таких же быстродействующих соединительных элементов (43, 44, 63), что и фиксируемые в боковых пазах (22) однокамерных полых профильных балок, не имеющих средних ребер.

14. Система профильных балок по любому из пп.1-13, отличающаяся тем, что быстродействующие соединительные элементы (43, 44, 63) имеют U-образно изогнутую пластинчатую пружину (48), боковым сторонам которой придана форма фиксирующих лапок (49), вставляемых в имеющий поднутрение паз (22, 25, 29, 47, 61) и заклиниваемых в этом пазу (22, 25, 29, 47, 61) в результате разведения в стороны указанных боковых сторон пластинчатой пружины с помощью поворачиваемого ключом (51) поворотного элемента (50).

15. Система профильных балок по п.14, отличающаяся тем, что быстродействующий соединительный элемент (43, 44) не имеет ограничителей для фиксации поворотного элемента (50) в положении, соответствующем расклиненному состоянию фиксирующих лапок.

16. Система профильных балок по п.14 или 15, отличающаяся тем, что для поворота поворотного элемента (50) предусмотрен простой вставной ключ (51), который в сечении предпочтительно имеет прямоугольную форму.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к системе профильных балок, прежде всего для сооружения ярмарочных и выставочных павильонов, состоящей из многоугольных в поперечном сечении полых профильных балок, которые по меньшей мере на одной из их боковых стенок имеют проходящие вдоль их кромок ребра, между которыми образованы имеющие краевые поднутрения пазы для фиксации в них быстродействующих соединительных элементов, предназначенных для присоединения последующих профильных балок или других конструктивных элементов, а также имеют внутри на угловых участках внутренние угловые канавки, что обеспечивает возможность расклинивания или отжимания указанных ребер в стороны при одновременном деформировании заключенной между ними стенки полой профильной балки.

Профильная балка подобного типа уже известна из заявки DE 3843911 С2. Недостаток этой известной профильной балки состоит в том, что расклинивание или отжимание в стороны ограничивающих пазы ребер при введении в эти пазы быстродействующего соединительного элемента сопровождается нагружением соответствующим усилием не только той боковой стенки профильной балки, на которой расположены указанные ребра, но и примыкающих к ней и образующих с ней угол с общей вершиной боковых стенок профильной балки.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать исходя из известной профильной балки такую систему профильных балок, в которой было бы обеспечено полное силовое размыкание боковых стенок профильной балки.

Эта задача в отношении системы профильных балок указанного в начале описания типа решается согласно изобретению благодаря тому, что на примыкающих друг к другу боковых стенках полых профильных балок предусмотрены ребра, при этом между обоими ребрами, расположенными на кромке между примыкающими друг к другу боковыми стенками полой профильной балки, образована наружная угловая канавка. Вместо имеющегося у известной профильной балки прямого угла в месте соединения двух ее боковых стенок согласно изобретению между ребрами примыкающих друг к другу боковых стенок профильной балки предусмотрена канавка, наличие которой позволяет отжимать вбок одно из ребер без передачи возникающего при этом усилия на смежную боковую стенку профильной балки.

В наружных угловых канавках также можно предусмотреть краевые поднутрения под крепежные элементы, благодаря чему эти наружные угловые канавки также можно использовать для крепления различных конструктивных элементов и деталей.

Согласно одному из предпочтительных вариантов внутренние и наружные угловые канавки расположены таким образом, что между ними заключена ось поворота обоих ограничивающих наружную угловую канавку ребер, совершаемого ими при их расклинивании или отжимании в стороны. В этом случае между обеими такими канавками профильная балка имеет относительно тонкостенный участок, образующий ось поворота обоих ребер. Кроме того, краевые поднутрения в пазах на боковых стенках полых профильных балок и краевые поднутрения в наружных угловых канавках можно расположить таким образом, чтобы между ними были заключены оси поворота образующих краевые поднутрения частей ребер. Благодаря этому ребра могут отгибаться вбок не только целиком по всей их высоте, но и лишь на их внешних участках. Наличие подобной конструктивной особенности также позволяет избежать передачи усилия, возникающего при расклинивании ребер, от одной боковой стенки к примыкающей к ней боковой стенке профильной балки. В этом отношении наиболее предпочтительно, кроме того, чтобы ребра, в пределах которых находятся или между которыми заключены указанные оси поворота, были по меньшей мере частично слегка наклонены внутрь соответствующего паза. В этом случае эти ребра в расклиненном в результате введения в ограниченные ими пазы быстродействующих соединительных элементов состоянии устанавливаются не в отогнутое наружу, а в перпендикулярное - к боковой стенке профильной балки положение. Благодаря этому указанные ребра в расклиненном состоянии способны более эффективно по сравнению с их отогнутым наружу положением воспринимать действующие на их торцевые стороны усилия. Если, кроме того, внутренние и наружные угловые канавки расположить таким образом и придать им такую форму, чтобы усилия, возникающие под действием сжимающей или растягивающей нагрузки, приложенной к торцевым сторонам ребер, передавались к противоположным стенкам полой профильной балки по прямой линии, а полая профильная балка не подвергалась в ее поперечном сечении сжатию или растяжению, то в этом случае торцевые стороны ребер будут способны воспринимать исключительно высокие усилия без ухудшения устойчивости системы профильных балок.

Помимо этого при необходимости фиксации в пазах пазовых сухарей на тех участках ребер, которые ограничивают поднутрения в пазах на боковых стенках полых профильных балок, могут быть расположены небольшие дополнительные пазы под входящие в них края пружинных элементов, которые взаимодействуют с указанными пазовыми сухарями, фиксируемыми в образованном ребрами пазу.

Профильные балки могут иметь в поперечном сечении любую многоугольную форму. Помимо этого внутреннее пространство профильных балок можно разделить на несколько камер. Благодаря этому появляется возможность изготавливать профильные балки с большим поперечным сечением и с соответственно более высокой устойчивостью. Наиболее предпочтительно при этом разделять внутреннее пространство полой профильной балки на камеры квадратной в поперечном сечении формы, поскольку в этом случае удается обеспечить практически симметричное распределение действующих на полую профильную балку сил.

Дополнительные преимущества достигаются в том случае, когда профильные балки имеют в тех местах, где межкамерные перегородки соединяются с боковыми стенками профильной балки, выступающие наружу средние ребра, между парой которых и/или между которыми и расположенными на внешних краевых участках профильных балок ребрами образованы пазы с краевыми поднутрениями. Иными словами, согласно этому варианту профильные балки имеют на их боковых стенках несколько параллельных пазов, в каждом из которых можно закрепить быстродействующие соединительные элементы. Указанные средние ребра могут быть при этом выполнены жесткими, а пазы, образованные между этими средними ребрами и внешними ребрами, могут иметь в поперечном сечении не симметричную относительно их средней оси форму. При введении в подобный паз быстродействующего соединительного элемента вбок будет отжиматься только внешнее ребро, а среднее (внутреннее) ребро останется неподвижным или недеформированным. Несимметричная форма пазов, проходное отверстие которых, в частности, также может иметь не симметричную относительно их средней оси форму, позволяет упростить введение в такие пазы соединительных элементов.

Пазам в целом наиболее предпочтительно придать такую форму, чтобы в них можно было фиксировать такие же быстродействующие соединительные элементы, что и соединительные элементы, фиксируемые в боковых пазах однокамерных полых профильных балок, не имеющих средних ребер. В этом случае для монтажа всей системы профильных балок независимо от формы поперечного сечения отдельных профильных балок можно использовать набор унифицированных (однотипных) соединительных элементов.

В качестве быстродействующего соединительного элемента предпочтительно применять соединительный элемент, имеющий, например, U-образно-изогнутую пластинчатую пружину, боковым сторонам которой придана форма фиксирующих лапок, вставляемых в имеющий поднутрение паз и заклиниваемых в этом пазу в результате разведения в стороны указанных боковых сторон пластинчатой пружины с помощью поворачиваемого ключом поворотного элемента. Подобные быстродействующие соединительные элементы позволяют исключительно быстро вставлять их в пазы полой профильной балки и фиксировать их в этих пазах. Если помимо этого быстродействующий соединительный элемент не имеет ограничителя для фиксации поворотного элемента в положении, соответствующем расклиненному состоянию фиксирующих лапок, то в этом случае исключается возможная поломка ключа вследствие приложения к нему слишком высокого усилия затяжки. Кроме того, поворотному элементу можно придать такую форму, чтобы его можно было поворачивать с помощью простого вставного ключа, который в сечении предпочтительно имеет прямоугольную форму. Подобный ключ гораздо проще вставлять в соответствующее отверстие поворотного элемента по сравнению, например, с ключом, имеющим шестигранную головку. Помимо этого головка подобного вставного ключа не имеет ребер, которые могли бы стачиваться при частом его применении и приложения высоких усилий при затяжке, что часто наблюдается у ключей с шестигранной головкой.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере предпочтительного варианта выполнения предлагаемой в нем системы профильных балок со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - поперечное сечение полой профильной балки с тремя камерами,

на фиг.2а-2м - различные варианты выполнения полых профильных балок, имеющих прямоугольную в поперечном сечении форму,

на фиг.3а-3р - различные варианты выполнения полых профильных балок, имеющих многоугольную в поперечном сечении форму,

на фиг.4а - частично изображенное в разрезе соединение двух полых профильных балок с третьей полой профильной балкой с помощью быстрозажимных элементов,

на фиг.4б - вид сверху и частично в разрезе конструкции, показанной на фиг.4а,

на фиг.4в - соответствующее показанному на фиг.4б изображение места присоединения изогнутых полых профильных балок к третьей полой профильной балке,

на фиг.5 - соответствующее показанному на фиг.4а изображение, поясняющее операцию по фиксации быстродействующего соединительного элемента в пазу полой профильной балки с помощью специального ключа,

на фиг.6а-6д - детальные изображения поворотного элемента, используемого в быстродействующем соединительном элементе, показанном на фиг.5, и

на фиг.7а и 7б - соединение пластинчатых конструктивных элементов и полой профильной балки с помощью пазовых сухарей.

На фиг.1 изображена полая фасонная или профильная балка 10, которая имеет в сечении продолговатую прямоугольную форму и разделена на три квадратные камеры 11, 12 и 13. На угловых участках в местах пересечения коротких боковых стенок 14, 15 этой балки с ее длинными боковыми стенками 16, 17 расположены упругие, соответственно пружинящие ребра 18, 19, 20, 21. При этом в пространстве между краевыми ребрами 19 и 20 образован снабженный поднутрениями паз 22 под быстродействующие соединительные элементы. В углах в местах пересечения боковых стенок 16 и 14, 14 и 17, 17 и 15, а также 15 и 16 имеется по внутренней угловой канавке 23. С внешней стороны этих углов предусмотрены наружные угловые канавки 24. При этом внутренние и наружные угловые канавки 23 и 24 расположены в каждом из углов таким образом, что между ними заключена ось поворота D1, вокруг которой могут поворачиваться ребра 20 и 21 при их расклинивании, соответственно отжимании в стороны. Сами ребра 20 и 21 благодаря краевым поднутрениям в пазу 22, а также краевым поднутрениям в пазу 25 на смежной длинной стенке 17 также имеют оси поворота D2 и D3, вокруг которых могут поворачиваться их внешние части 20.1 и 21.1 при введении быстродействующего соединительного элемента в паз 22 или 25 и при его фиксации в этом пазу. Канавки 23 и 24 благодаря наличию оси поворота D1 ребер 20 и 21 обеспечивают при расклинивании этих ребер 20, 21 выпуклый изгиб соответствующей стенки 14 или 17 (на фиг.1 показано прерывистой линией на примере стенки 14) без передачи тем самым обусловленного подобной деформацией усилия на соседнюю стенку 17, соответственно 14 полой профильной балки 10. Оси поворота D2 и D3, образованные благодаря наличию краевых поднутрений в пазах 22 и 25 и в канавке 24, дополнительно способствуют подобному силовому размыканию между стенками 14 и 17 при введении быстродействующих соединительных элементов в пазы 22 и 25 и их зажиме в этих пазах. Наличие краевых поднутрений в канавках 24 обеспечивает, кроме того, возможность фиксации крепежных элементов и в самих этих канавках.

В тех местах, где перегородки 26, 27, разделяющие между собой камеры 11, 12 и 13, соединяются с длинными боковыми стенками 16 и 17, также предусмотрены ребра 28. Эти ребра 28 являются жесткими на изгиб. Между ними и ребрами 18, 19, 20, 21, расположенными на угловых участках полой профильной балки 10, образованы пазы типа паза 25, а между парой таких жестких на изгиб ребер 28 образованы пазы типа паза 29. Пазы 25 имеют в поперечном сечении не симметричную относительно их средней оси 30 форму. В отличие от этого пазы 29 имеют в поперечном сечении симметричную относительно их средней оси 31 форму. Помимо этого проходное отверстие каждого из пазов 25 также является не симметричным относительно средней оси 30. Та часть (отрезок X₁) проходного отверстия паза 25, которая расположена со стороны подвижного ребра 18, соответственно 21, меньше той части (отрезок Х ₂) проходного отверстия этого паза 25, которая расположена со стороны соответствующего жесткого ребра 28. Иными словами, отрезок Х₂ при этом больше отрезка X ₁. Ширина проходного отверстия паза 29 составляет 2×Х ₂. Большая длина отрезка Х₂ по сравнению с длиной отрезка X₁ позволяет несмотря на жесткие ребра 28 без каких-либо проблем вставить соединительный элемент в соответствующий паз 25. Соединительный элемент, вставленный в паз 29 шириной 2×Х₂, образует лишь контропору для соединительных элементов, вставленных в соседние пазы 25, поскольку для введения каждого соединительного элемента в соответствующий паз необходимо либо наличие двух деформируемых (отжимаемых) ребер 18, 19, 20, 21, либо наличие по меньшей мере одного такого ребра и соответственно большего пространства (отрезок Х₂) с другой стороны. При этом в пазы всех типов 22, 25 и 29 можно вставлять одинаковые соединительные элементы.

Отжимаемые в стороны ребра 18, 19, 20, 21 слегка наклонены внутрь соответствующих пазов, благодаря чему они после введения в эти пазы быстродействующих соединительных элементов устанавливаются не в отогнутое наружу, а в строго перпендикулярное стенкам 16, 14, 17 положение. Тем самым обеспечивается эффективная передача действующих на торцевые стороны этих ребер 18, 19, 20, 21 усилий на профильную балку 10 и исключается дополнительный изгиб указанных ребер 18, 19, 20, 21 наружу.

Все ребра 18, 19, 20, 21, а также ребра 28 и все угловые канавки 23, 24 расположены, кроме того, таким образом, чтобы передача усилий от одной стенки 14, 16 профильной балки к соответствующей противоположной ее стенке 15, 17 и в обратном направлении происходила по прямым линиям 32, 33, 34, 35. Тем самым исключается деформация полой профильной балки 10 под действием усилий, воспринимаемых торцевыми сторонами ребер 18, 19, 20, 21 и передаваемых на противоположную сторону профильной балки. Ребра 28, лежащие на продолжении межкамерных перегородок 26 и 27, также обеспечивают передачу действующих на них усилий вдоль прямых линий 36, 37.

На фиг.2 показаны в общей сложности 12 различных возможных вариантов выполнения предлагаемой в изобретении полой профильной балки прямоугольной в поперечном сечении формы. При этом, как показано на фиг.2д-2м, образующие пазы ребра не обязательно должны быть предусмотрены со всех сторон полых профильных балок.

На фиг.3 показаны другие возможные варианты выполнения полых профильных балок, которые в отличие от рассмотренных выше вариантов имеют в сечении форму, отличную от прямоугольной. Использование подобных полых профильных балок позволяет тем самым состыковывать друг с другом стеновые, несущие и иные элементы с образованием между ними косоугольных соединений. Вместе с тем профильные балки непрямоугольного или неквадратного сечения также снабжены внутренними и наружными канавками на угловых участках, а также отжимаемыми или отгибаемыми ребрами, что позволяет и на подобных балках закреплять быстродействующие соединительные элементы по той же схеме, что и на профильных балках прямоугольного сечения, и обеспечивает силовое размыкание между всеми стенками профильной балки.

На фиг.4 показано соединение двух полых профильных балок 40, 41 с третьей, расположенной перпендикулярно им полой профильной балкой 42 с помощью быстродействующих соединительных элементов 43, 44. Как показано прежде всего на фиг.4б, полая профильная балка 42 имеет прямоугольное сечение с двумя камерами 45 и 46. Во внешних пазах 47 можно закрепить быстродействующие соединительные элементы 43 и 44, имеющие U-образно изогнутые пластинчатые пружинные элементы 48, свободные концы которых изогнуты в виде фиксирующих лапок 49, вставляемых в ненапряженном состоянии в пазы 47 и заклиниваемых в них в последующем с помощью более подробно показанного на фиг.5 и 6 поворотного элемента 50, поворачиваемого ключом 51.

На фиг.5 поворотный элемент 50, а также ключ 51 показаны на примере профильной балки 40 в положении, соответствующем расклиненному состоянию фиксирующих лапок. В отличие от этого в случае профильной балки 41 поворотный элемент 50, а также ключ 51 показаны в положении, соответствующем нерасклиненному состоянию фиксирующих лапок. На фиг.5 показано далее, что вставной ключ 51, который можно на достаточно большую глубину ввести в поворотный элемент 50, имеет исключительно простую, прямоугольную в сечении форму и достаточно просто вставляется в поворотную деталь. Поскольку для поворотного элемента 50 при совершении им расклинивающего движения не предусмотрен ограничитель, поломка ключа 51, который помимо всего прочего имеет простую форму, исключается.

На фиг.6а-6д в различных видах отдельно показан поворотный элемент 50. Этот поворотный элемент может поворачиваться вокруг оси 52 и имеет на верхней стороне отверстие 53 под вставной ключ 51. При этом на фиг.6а и 6б поворотный элемент показан в положении, соответствующем расклиненному состоянию фиксирующих лапок 49, а на фиг.6в-6д этот поворотный элемент изображен в положении, соответствующем нерасклиненному состоянию фиксирующих лапок 49.

На фиг.7 показано крепление пластинчатых конструктивных элементов 70 к полой профильной балке 60 с пазами 61 и 62, имеющими краевые поднутрения, с помощью пазовых сухарей 63. Эти пазовые сухари 63 несколько уже проходных отверстий пазов 61, 62. Пазовые сухари вставляются в пазы 61 и 62 в ослабленном состоянии вместе с пластинчатыми пружинными элементами 64, которые в ненапряженном (ослабленном) состоянии также уже проходных отверстий этих пазов 61 и 62. В последующем пазовые сухари при затяжке винтов 65 притягиваются в сторону поднутрений в пазах 61, 62. При этом пружинные элементы 64, прилегающие с внешней стороны паза к контрупорам 66, разжимается, соответственно расплющивается. В результате такого расплющивания края пружинных элементов 64, наружный диаметр которых становится больше проходного отверстия паза, входят в небольшие дополнительные пазы 67 в ребрах, ограничивающих пазы 61 и 62.

Пазовые сухари 63 и пружинные элементы 64 также можно вставлять в пазы любого типа 61, 62, соответственно 22, 25, 29 (фиг.1) и фиксировать в них. Пазовые сухари 63 с пружинными элементами 64 аналогично быстродействующим соединительным элементам 43 и 44 можно также располагать параллельно друг другу и вставлять в параллельные пазы 61 полой профильной балки 60, поскольку эти пазовые сухари 63 для их введения в пазы не требуется проворачивать в какую-либо сторону. Тем самым обеспечивается также надежный монтаж больших по площади конструктивных элементов на полых профильных балках 60 с несколькими параллельными пазами 61.