Удлиненный фиксирующий элемент - RU2289662C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к удлиненному фиксирующему элементу для строительных щитов, имеющему, как видно в поперечном сечении, перпендикулярном к его продольному направлению, головную деталь для зацепления с фасонным краем строительного щита крыши или фасада, или чего-либо подобного, деталь основания для установки удлиненного фиксирующего элемента на опорной структуре посредством соединительных элементов, например болтов, и соединительный гребень, простирающийся вверх от основания и соединяющий его с головной деталью. Кроме того, настоящее изобретение относится к узлу, по меньшей мере, из одного такого удлиненного фиксирующего элемента и, по меньшей мере, одного строительного щита, установленного с его помощью на опорной структуре.

Один из вариантов осуществления такого удлиненного фиксирующего элемента или фиксатора известен из патента Голландии №190292. Известный удлиненный фиксирующий элемент представляет собой удлиненный экструдируемый алюминиевый профиль T-образной формы. Как видно из поперечного сечения, перпендикулярного его продольному направлению, поперечная балка T-образного профиля образует деталь основания, которая выполнена с высверленными отверстиями, чтобы соединительные элементы, такие как болты, могли проходить через высверленные отверстия для соединения удлиненного фиксирующего элемента с опорной структурой здания, такой, например, как опорные балки, балки таврового сечения или подобные структурные элементы, изготовленные, например, из дерева, стали, алюминия или бетона. Соединительный гребень простирается перпендикулярно от детали основания и заканчивается более широкой головной деталью, которая является по существу треугольной в своем поперечном сечении. Свободные края строительных щитов загибаются вокруг головной детали, чтобы сделать возможным продольное проскальзывающее перемещение строительных щитов по отношению к удлиненному фиксирующему элементу. Известные удлиненные фиксирующие элементы могут иметь, например, T-образную форму, асимметричную форму или Г-образную форму.

Другой вариант осуществления такого удлиненного фиксирующего элемента известен из заявки на Международный патент № WO 98/53158. В этом варианте осуществления деталь основания фиксирующего элемента снабжена соединением, делающим возможным продольное перемещение в сочетании с ограниченным вращательным перемещением соединительного гребня и головной детали по отношению к основанию. Предпочтительно, удлиненный фиксирующий элемент изготовлен из экструдированного алюминиевого сплава.

Еще один вариант осуществления такого удлиненного фиксирующего элемента известен из Европейского патента EP 1069256 A1. В этом варианте осуществления деталь основания фиксирующего элемента снабжена соединением, делающим возможным продольное перемещение в сочетании с ограниченным поперечным перемещением соединительного гребня и головной детали по отношению к основанию. На фиг.1 этой заявки на Европейский патент схематически изображен удлиненный фиксирующий элемент, имеющий головную деталь с асимметричным поперечным сечением по отношению к центральной продольной оси соединительного гребня. Удлиненный фиксирующий элемент изготовлен из экструдированного алюминиевого сплава.

Известно, например, что из-за циклического теплового расширения и сжатия структуры здания продольное проскальзывающее движение по головной детали металлического удлиненного фиксирующего элемента фланцев строительного щита может вызывать неприятный шум, когда металлические детали скользят друг по другу. Шум может, в частности, увеличиваться, когда строительные щиты не расположены совершенно параллельно к продольному направлению, эта ситуация может возникать, например, когда опорная структура не является достаточно жесткой. Шум может также возникать в результате "трения зацепления" между фиксирующим элементом и строительным щитом.

Другая проблема для многих структур крыши или фасада представляет собой возникновение мостиков "холода" между строительным щитом и опорными структурами в результате использования различных металлических компонентов. Для ограничения количества теплопроводящих мостиков предлагаются различные конструкции крыши или фасада.

Задачей настоящего изобретения является создание улучшенного удлиненного фиксирующего элемента. Другой задачей настоящего изобретения является снижение риска возникновения неприятного шума от строительного щита и головной детали, проскальзывающих друг по другу. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание удлиненного фиксирующего элемента с достаточной механической прочностью и стабильностью с тем, чтобы он мог выполнять свою функцию опоры и соединения строительного щита или щитов с опорными структурами, в то же время уменьшая риск возникновения теплопроводящих мостиков между строительным щитом и опорной структурой.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения, предложен удлиненный фиксирующий элемент для строительных щитов, имеющий, как видно в поперечном сечении, перпендикулярном к его продольному направлению, головную деталь для зацепления, по меньшей мере, с одним из указанных строительных щитов, деталь основания для установки удлиненного фиксирующего элемента на опорной структуре и соединительный гребень, простирающийся вверх от указанной детали основания и соединяющий головную деталь с деталью основания, который изготовлен из пластика и имеет армирующий лист, простирающийся от соединительного гребня, по меньшей мере, в головную деталь, причем, как видно в поперечном сечении, в головной детали, один свободный край армирующего листа изгибается в виде секции под острым углом, меньшим, чем 90° по отношению к армирующему листу и большим, чем 0°, а предпочтительно, большим, чем 10°.

Предложенный усовершенствованный удлиненный фиксирующий элемент позволяет решить проблему возникновения неприятного шума при скольжении металлических элементов друг по другу. Поскольку головная деталь изготовлена из материала пластика, величина трения, которую строительные элементы, подобные щитам, испытывают в то время, когда они скользят по головной детали, значительно уменьшается. Как следствие, риск возникновения указанного неприятного шума значительно понижается. Поскольку материал пластика является твердым, он будет сохранять свои основные свойства в течение нормального экономически обоснованного срока службы строительной конструкции, независимо от атмосферной температуры и влажности.

Поскольку армирующий лист в удлиненном фиксирующем элементе в соответствии с настоящим изобретением является полностью погруженным в материал пластика, имеется высокая долговечность по отношению к отсоединению материала пластика от армировки. Качество химической связи между материалом пластика и поверхностью армировки является, по этой причине, менее критичным.

Дополнительное преимущество заключается в том, что благодаря улучшению свойств проскальзывания строительного щита по пластиковой головной детали, она дополнительно понижает механическую нагрузку на соединение фиксирующего элемента с опорной структурой.

Еще одним преимуществом является то, что не должно быть непосредственного контакта между строительным щитом и какой-либо металлической деталью удлиненного фиксирующего элемента в соответствии с настоящим изобретением или между опорной структурой и любой возможной металлической деталью внутри удлиненного фиксирующего элемента. Как следствие, теплопроводящие мостики, представляющие собой теплопроводящий перенос тепла через металлическую деталь удлиненного фиксирующего элемента, могут легко устраняться или, по меньшей мере, значительно уменьшаться. Это важное уменьшение риска возникновения теплопроводящих мостиков достигается посредством одного единственного удлиненного фиксирующего элемента, в то время как в литературе металлические фиксирующие элементы требуют скорее сложных конструктивных мер, которые должны приниматься для уменьшения риска возникновения таких теплопроводящих мостиков. Следует отметить, что в прошлом были предприняты попытки использования удлиненных фиксирующих элементов из материалов пластика без какого-либо армирования для устранения теплопроводящих мостиков. Но такие полностью пластиковые удлиненные фиксирующие элементы обладали различными недостатками, такими как недостаточная механическая стабильность. Материалы пластика становятся нежелательно хрупкими ниже определенных температур вблизи нуля, эти температуры не являются необычными в центральной и северной Европе. А когда они применяются в структуре плоской крыши, в летнее время, температуры такой структуры могут легко достигать 80°C или выше, приводя к тому, что полностью пластиковый удлиненный фиксирующий элемент ослабляется, тем самым даже вызывая локальное нарушение механической стабильности структуры в целом.

То, что армирующий лист выполнен изогнутым в головной детали в виде секции, под острым углом, дает тот эффект, что армирующий лист также твердо механически фиксируется внутри материала пластика, тем самым обеспечивая еще более прочное и более надежное связывание между арматурой и термопластичным материалом. Кроме того, изогнутая секция делает возможным вставку соединительного элемента, такого как болт или глухая заклепка, или чего-либо подобного в головную деталь фиксирующего элемента, и сквозь армирующий лист этот соединительный элемент лучше механически связывается с головной деталью. Введение соединительного элемента дает возможность для получения точки фиксации для строительного щита, устраняющей проскальзывание строительного щита вниз по фиксирующему элементу, и устраняет механическую перегрузку фиксирующего элемента из термопластика, поскольку часть механической нагрузки переносится непосредственно на армирующий лист.

В одном из вариантов осуществления свободный край армирующего листа изогнут в виде секции под острым углом в пределах от 20° до 70°, а предпочтительно в пределах от 30° до 60°.

В другом варианте осуществления удлиненного фиксирующего элемента головная деталь фиксирующего элемента имеет по существу асимметричное поперечное сечение по отношению к центральной продольной оси соединительного гребня.

Еще в одном из вариантов осуществления удлиненного фиксирующего элемента головная деталь фиксирующего элемента имеет по существу треугольное поперечное сечение, и оно является по существу симметричным по отношению к центральной продольной оси соединительного гребня.

Еще в одном из вариантов осуществления арматура головной детали содержит, по меньшей мере, две секции, изогнутых под острым углом, как указано выше, каждая из них соединена с армированным соединительным гребнем, и по этой причине, по меньшей мере, первая изогнутая секция изогнута по направлению к одной стороне армированного соединительного гребня, а вторая изогнутая секция, рядом с первой изогнутой секцией, изогнута по направлению к другой стороне армированного соединительного гребня. При этом материал термопластика, в который погружена армированная головная деталь, равномерно опирается на армированную головную деталь.

В одном из вариантов осуществления арматура содержит сердцевинную головную деталь, сердцевинную деталь основания и жестко соединенный с этими деталями сердцевинный соединительный гребень, простирающийся между сердцевинной головной деталью и сердцевинной деталью основания. При этом устанавливается механически надежное соединение между деталью основания и головной деталью удлиненного фиксирующего элемента. Элементы, подобные щитам, таким образом, могут быть надежно установлены на опорной структуре. Армирующая сердцевина, таким образом, механически поддерживает материал термопластика, в частности, против динамических и статических поперечных нагрузок, не приводя к нежелательному образованию мостиков "холода" между строительными щитами и опорной структурой здания. Как следствие, также значительно увеличивается усталостный срок службы термопластичного материала.

В одном из вариантов осуществления армирования арматура образована посредством двух отдельных изогнутых листов, предпочтительно, соединенных друг с другом на своих соответствующих соединительных гребнях, причем каждый лист имеет сердцевинную головную деталь, сердцевинную деталь основания и сердцевинный соединительный гребень, находящиеся внутри соответствующих головной детали, детали основания и детали гребня фиксирующего элемента. Сердцевинная головная деталь и сердцевинная деталь основания каждого металлического листа изгибается в одном и том же направлении, перпендикулярном соединительному гребню. Армирующие соединительные гребни двух изогнутых металлических листов расположены один за другим, так что армирующие детали основания и армирующие головные детали двух соседних листов направлены в противоположных направлениях. При этом устанавливается механически надежное соединение между деталью основания и головной деталью удлиненного фиксирующего элемента. Строительные элементы, подобные щитам, таким образом, надежно установлены на опорной структуре. При этом арматура полностью поддерживает механически материал пластика, в частности, против динамических и статических поперечных нагрузок, не приводя к формированию мостиков "холода" между строительными щитами и опорной структурой здания. Как следствие, значительно увеличивается также усталостный срок службы материала пластика.

В одном из вариантов осуществления удлиненный фиксирующий элемент содержит одно или несколько опорных ребер, расположенных между деталью основания и соединительным гребнем. При этом обеспечивается дополнительная механическая стабильность или дополнительно улучшается поперечная жесткость фиксирующего элемента. Выбор геометрии указанного ребра или ребер делает возможной оптимизацию поперечной жесткости, что является особенно важным при выполнении удлиненных фиксирующих элементов с различными ограничивающими расстояниями между деталью основания и головной деталью. Более предпочтительно, в материале пластика формируются одно или несколько опорных ребер. При этом формирование опорных ребер является относительно легким.

Особенное преимущество достигается, когда армирующая деталь основания снабжена средствами, например отверстиями, которые должны использоваться для установки удлиненного фиксирующего элемента на опорной структуре. В соответствии с данным вариантом осуществления сама армирующая сердцевина имеет отличительные признаки фиксирующего элемента. Как следствие, если материал термопластика теряется или повреждается, например, в случае тяжелого износа или даже пожара, по-прежнему остается интегральный удлиненный фиксирующий элемент в виде армирующей сердцевины, в частности, когда она изготовлена из металлического листа, для обеспечения вспомогательной опоры и соединения для строительных щитов, по отношению к опорной структуре. Металлическая армирующая сердцевина образует относительно дешевую и надежную форму армировки.

Еще в одном из вариантов осуществления армирующий лист изготовлен из металлического листа. Металлический лист может изготавливаться из углеродистой стали, которая является недорогой и имеет высокую прочность.

Предпочтительно, металлическая армирующая сердцевина изготовлена из углеродистой стали с гальваническим покрытием для дополнительного предотвращения коррозии металлической армирующей сердцевины. Альтернативно, металлическая армирующая сердцевина может быть изготовлена из нержавеющей стали, титана или алюминиевого сплава, или другого пригодного для использования металла. Толщина металлических листов, как правило, находится в пределах от 0,5 до 5 мм, а предпочтительно в пределах от 0,5 до 3 мм, и толщина может выбираться в зависимости от предполагаемой механической нагрузки.

Еще в одном из вариантов осуществления армирующий лист изготовлен из неметаллического материала, выбранного из группы, состоящей из стекловолокна, нитевидных кристаллов, арамидного волокна (торговое наименование), углеродного волокна, керамического волокна и кевлара (торговое наименование). Эти материалы сочетают высокий модуль Юнга с высокой прочностью и могут ориентироваться в направлении предполагаемых механической нагрузки или напряжений.

Еще в одном из вариантов осуществления материал пластика представляет собой материал пластика, полученный путем формования под давлением. При этом создается удлиненный фиксирующий элемент, который является простым и экономичным при производстве. Металлические детали сердцевины и детали из твердого пластика объединяются друг с другом простым способом.

Еще в одном из вариантов осуществления материал пластика представляет собой термопластичный материал, такой как PVC, PA, PE, PUR, PP, PDFE или полимеры целлюлозы. В частности, предпочтительными являются термопластики, выбранные из полиэстра, полиамида, модифицированного полиэстра или модифицированного полиамида. Эти термопластичные материалы имеют одно или несколько свойств из низкого трения, высокой износостойкости, высокой термостабильности при температуре до 100°C, хороших упругих свойствах и высокой огнестойкости. Кроме того, эти термопластичные материалы могут обрабатываться посредством технологий формования под давлением. Как обнаружено, полиамиды ("PA") в целом являются достаточно износостойкими, имеют благоприятный низкий коэффициент трения и хорошую огнестойкость и представляют собой принятый конструкционный материал.

В другом варианте осуществления материал пластика является термореактивным, таким как фенольные смолы, аминопласты, эпоксидные смолы, полиуретаны и полиэстер. Эти термореактивные материалы могут обрабатываться посредством технологий формования под давлением.

В соответствии с настоящим изобретением в другом аспекте предусматривается узел, состоящий из, по меньшей мере, одного такого удлиненного фиксирующего элемента и, по меньшей мере, одного строительного щита, установленного с его помощью на опорной структуре.

В соответствии с настоящим изобретением в другом аспекте предусматривается узел, содержащий, по меньшей мере, один строительный щит и, по меньшей мере, один удлиненный фиксирующий элемент в соответствии с настоящим изобретением, зацепляющийся со строительным щитом для фиксирования его на опорной структуре, и в котором предусматривается, по меньшей мере, один удерживающий элемент, такой как болт или заклепка, проникающий сквозь строительный щит, по меньшей мере, в головную деталь удлиненного фиксирующего элемента и через изогнутую секцию армировки.

Настоящее изобретение ниже описано с помощью нескольких неограничивающих вариантов осуществлений, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 изображен схематический общий вид удлиненного фиксирующего элемента в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.2 изображен схематический общий вид армирующей сердцевины в соответствии с настоящим изобретением для применения в фиксирующем элементе в соответствии с фиг.1;

на фиг.3A, 3B и 3C изображены в поперечном сечении увеличенные варианты осуществления головной детали удлиненного фиксирующего элемента в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.4 изображен в поперечном сечении вариант осуществления головной детали удлиненного фиксирующего элемента в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.1 схематически изображен удлиненный фиксирующий элемент, состоящий из головной детали 1, соединительного гребня 2 и детали 3 основания для установки на опорной структуре. Головная деталь может работать вместе со строительными элементами, подобными щитам, при этом свободные края двух соседних строительных элементов, подобных щитам, загибаются один поверх другого вдоль продольной головной детали, как описано в патенте Голландии 190292, который приведен в качестве ссылки. Деталь основания выполнена с отверстиями 10 для работы вместе с соединительными элементами, например болтами, для установки удлиненного фиксирующего элемента на опорной структуре. Удлиненный фиксирующий элемент на фиг.1 имеет армирующий лист или сердцевину (не показан), в одном из вариантов осуществления металлическая арматура полностью расположена внутри материала пластика. Например, удлиненный фиксирующий элемент может быть выполнен с одним или несколькими опорными ребрами 12 для дополнительного улучшения своей механической стабильности.

На фиг.2 схематически изображен один из вариантов осуществления армирующей сердцевины или листа 4, который покрывается материалом пластика, с формированием удлиненного фиксирующего элемента. Арматура состоит из двух изогнутых металлических листов, каждый лист имеет изогнутую головную деталь 5 армировки, соединительный гребень 6 армировки и деталь основания 7 армировки. В каждом армирующем листе деталь основания изогнута по существу перпендикулярно к продольному направлению соединительного гребня, а головная деталь изогнута в том же направлении, но в виде секции под острым углом. Эти два листа могут быть соединены друг с другом, с формированием единой сердцевины или единого элемента армировки, такое соединение может быть проделано, как правило, посредством адгезионного связывания или сварки, в случае металлического листа, например, сварки встык. На детали основания фиксирующего элемента может предусматриваться вспомогательный армирующий лист 16, как правило, в виде металлического листа, имеющего толщину, находящуюся в пределах от 1 до 3 мм, а, как правило, примерно 2 мм, для применения в специальных креплениях. Специалист в данной области заметит, что деталь основания удлиненного фиксирующего элемента также может быть асимметричной.

На фиг.3A схематически изображена головная деталь армированного фиксирующего элемента в соответствии с настоящим изобретением. Изображенная головная деталь 1 имеет по существу треугольное поперечное сечение, и оно является по существу симметричным по отношению к центральной продольной оси соединительного гребня 2. Армирующий лист 5, 6 простирается от соединительного гребня 2, по меньшей мере, в головную деталь 1, где, как видно в поперечном сечении, в головной детали 1, один свободный край 5 армирующего листа изогнут в виде секции под острым углом α, меньшим, чем 90° и большим, чем 0°, и, как правило, он находится в пределах примерно между 40° и примерно 50°. Преимущества приведены выше.

На фиг.3B изображена головная деталь, подобная изображенной на фиг.3A, но в этой детали имеются два армирующих листа с изогнутыми секциями 5, простирающимися в двух противоположных направлениях. И на фиг.3C изображен подход, как на фиг.3A, но, где головная деталь 1 фиксирующего элемента имеет по существу асимметричное поперечное сечение по отношению к центральной продольной оси соединительного гребня 2.

На фиг.4 схематически изображена головная деталь удлиненного фиксирующего элемента в соответствии с настоящим изобретением, как изображено на фиг.3B, зацепленная со свободными краями материала 13 первого строительного щита и свободными краями материала 14 второго строительного щита. Материал 13 первого строительного щита механически соединен с головной деталью удлиненного фиксирующего элемента посредством удерживающего элемента 15, такого, например, как болт, причем удерживающий элемент проникает сквозь материал строительного щита и в пластиковую головную деталь 1 сквозь изогнутую секцию 5 армировки. Преимущества этого приведены выше.

Армирующая сердцевина или лист 4, такая как та, которая изображена на фиг.2, может быть расположена внутри формы для формования под давлением для погружения ее в материал твердого пластика. Инструменты, например, для пробивки или сверления, для фиксирования армировки внутри полости формы, проделывают множество отверстий 9, по меньшей мере, в соединительных гребнях. Кроме того, это создает тот эффект, что во время формования под давлением материалы пластика будут заполнять эти отверстия, при этом достигается также прочное механическое связывание между пластиком фиксирующего элемента и арматурой.

Арматура может быть выполнена с одним или несколькими отверстиями 11 в детали основания перед помещением его в форму для формования под давлением. При этом то, что внутреннее пространство отверстий будет заполнено, частично или полностью, материалом пластика, так что после установки удлиненного фиксирующего элемента на опорной структуре не будет возникать контакт между соединительными элементами и арматурой, и тем самым устраняется коррозия металлической армировки детали основания. Соединительные элементы, например болты или штифты, твердо удерживают удлиненные фиксирующие элементы на опорной структуре, предотвращая любой контакт металла между строительными щитами и опорной структурой, тем самым уменьшая или даже предотвращая формирование теплопроводящих мостиков.

Осуществляют испытание на износ для армированного удлиненного фиксирующего элемента в соответствии с настоящим изобретением, такого как тот, который изображен на фиг.1. Удлиненный фиксирующий элемент содержит арматуру из стали с гальваническим покрытием, как изображено на фиг.2, и армирующий лист имеет среднюю толщину 1,0 мм. Материал пластика представляет собой по существу полностью сплошной слой модифицированного полиамида, имеющий толщину 2,3 мм, на каждой стороне соединительного гребня. Удлиненный фиксирующий элемент изготовлен посредством способа формования под давлением. Во время испытания на способность нести нагрузку алюминиевый строительный щит загибают поверх головной детали и сочетание фиксирующего элемента и строительного щита удовлетворяет предполагаемому сроку службы. В головной детали удлиненного фиксирующего элемента в соответствии с настоящим изобретением не наблюдается никаких указаний на износ.

Согласно изобретению специалисту в данной области будет ясно, что множество изменений и модификаций может быть выполнено без отклонения от сущности или рамок настоящего изобретения, как оно было описано.

Реферат

Изобретение относится к области строительства, в частности к удлиненному фиксирующему элементу для строительных щитов. Технический результат изобретения заключается в повышении долговечности фиксирующего элемента. Фиксирующий элемент имеет в поперечном сечении, перпендикулярном к его продольному направлению, головную деталь для зацепления, по меньшей мере, с одним из указанных строительных щитов, деталь основания для установки удлиненного фиксирующего элемента на опорной структуре и соединительный гребень, простирающийся вверх от детали основания и соединяющий головную деталь с деталью основания. Фиксирующий элемент изготовлен из пластика, такого как РА, и имеет армирующий металлический лист, простирающийся от соединительного гребня, по меньшей мере, в головную деталь, причем в поперечном сечении, в головной детали, один из свободных краев армирующего листа изогнут в виде секции под острым углом, меньшим, чем 90°. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула