BE1025731B1 - Bevestiging, met een metalen buisstructuur, van een koepel van transparente kunststof. - Google Patents

Abstract

Bevestiging van een koepel van transparente kunststof met zijn metalen opstelraam, gekenmerkt doordat het opstelraam uit een gextrudeërde aluminium buis bestaat, welk gevormd wordt door buigingen, volgens het omtrek van de koepelbasis, zelfs kromgedraaid, genoemd buis zijnde voorzien van een groef die speciaal gestudeerd wordt om, door invoeging, het onderste deel van de koepelflanken to ontvangen, met vasthouden van deze twee elementen tezamen door middel van uitwendige plaatsing van een kleefband met hoog prestatievermogen.

Description

	BE2017/5850
Bevestiging,	met een metalen buisstructuur, van een koepel van
transparente	kunststof.

De transparente koepels, verkregen door warmvorming van een kunststofplaat, zijn van gangbaar gebruik in het bouwbedrijf, in het algemeen om openingen in platte daken te bedekken. Onlangs, heeft vooruitgang in synthetische materialen en hun arbeidsmethoden een warmvorming van koepels met grote diepte toegestaan; zulke diepten kunnen een waarde bereiken van 100% van de basisbreedte, en zelfs meer. Gelijktijdig bestaat een behoefte voor grootdiepte koepels met gebruik als bewoonbaar volume in carrosserie van kleine voertuigen met vier wielen. Deze koepels zijn bestemd om bevestigd te worden aan metalen bevestingsramen, welke in verbinding staan met het metalen voertuig raamwerk. Deze bevestingsstructuren bestaan met voordeel uit buisvormige elementen. Op Fig. 2 toont men een doorsnede in een koepel en zijn bevestiginsstructuur, om een idee te geven van hun vormgeving.

De koepel convexiteit is hier altijd naar boven georiënteerd, en wordt op de koepelzijden verlengd door flanken met schuine helling; zulke schuine helling is matig in het geval van bouwkoepels met zwakke diepte, maar wordt aanzienlijk, bijna verticaal, in het geval van koepels met grote diepte. Voor koepels in het Bouwbedrijf, tot heden, worden deze flanken voorzien van een rand, een horizontale oppervlakte met doel om bevestiging op de bevestigingsstructuur. Deze kan bij voorbeeld in metselwerk zijn, en deel uitmaken van het beschouwd dak. Deze horizontale bevestigingsoppervlakten hebben een aanzienlijke breedte, bij voorbeeld ongeveer 10 cm voor een koepel van 60 cm breedte. Op Fig. 2 wordt deze breedte gekenmerkt door L. Zulk een waarde wordt noodzakelijk door het feit dat bevestigingsmiddelen (hier XX' ) gebruikt worden die b.v. bouten kunnen zijn, welke achtereenvolgend de koepelrand en de bevestigingsstructuur doordringen, en ook eventueel een

BE2017/5850 verdeel- en versterkingsplaat. De nodige gaten moeten ver van de kanten gelegen worden, - vandaar de noodzaak van deze grote breedte L. Het is daar een gebiedend afgeleid van het gebruik van transparente kunststoffen.

In het kader van de huidige uitvinding, is de oppervlakte van een koepel in het algemeen niet echt helemaal bolvormig, en bepaalt een bewoonbare volume alleen « gedeeldelijk ». Zulk een koepel mag dan « open » blijven bij voorbeeld zijdelijks, zoals in het geval van een licht voertuig, dit om toegang naar binnen toe te staan.

Het hier tegemoetgegaan probleem is, voor een gebruik van diepe koepels met « automobiel » bestemming, indien men deze bevestiging methode aanneemt, dat de bevestigingsstructuur, of raam (voordelig van metalen buizen) op zijn periferie zo een zoals vermelde brede platte oppervlakte zou bevatten. Bij voorbeeld (Fig. 3) zou men een buisvormige structuur van metalen elementen gebruiken, van breedte D, met een platte element verbonden van breedte L, vanwelke waarde drie of viermaal is van de waarde D. Voor kleine stadsvoertuigen, vanwelke de constructieproces afgeleid is van fietstechniques, worden deze structuren verkregen door buigingen. De buigingswerking bestaan in een overgang van een rechte vorm naar een kromgetrokkene en verdraaide omtrek. Dit zou onmogelijk zijn met het hierboven beschreven profiel. Bovendien , is het verboden boringen te maken in het koepelstof, zelfs op goede afstand van de rand, daar de wanddikte, met de huidige warmvormingstechniques, dun is, ongeveer 2 mm, tegen ongeveer 4 mm voor een koepel voor gebouwdomein.

Voor deze twee redenen en anderen hieronder vermelden, heeft men hier een bevestigingsmethode van de koepel met zijn gebogen metalen buisvormige opstelraam ontwikkeld, welke deze brede bevestigingsoppervlakte niet meer bevat, noch de boringen.

Volgens de uitvinding bestaat de buisvormige metalen structuur die als opstelraam dient, in plaats van ronde

BE2017/5850 « fietsbuizen » van lopend gebruik, uit een buisvormige structuur verkregen door buigingen van buizen vanwelke de doorsnede de vorm van een peer heeft. De spits van de peer komt altijd, langs de gebogene structuur, naar boven, aan welke plaats dan ook. In dit spitsige deel wordt een groef aangebracht, overlangs met de buis. Deze gleuf is 1 tot 2 cm diep en heeft de breedte van de koepelflank dikte. Men doet dan de invoeging van deze flanken in de groef. Het geheel wordt sterk verbonden door middel van een kleefband, welke rond de buis komt, dan weer omhoog gaat langs de twee koepelflanken.

Met deze methode bereikt men, op verrassende wijze, in plus of een voldoende bevestigingsresultaat, een interessante kostprijs voor het geheel. Aan de prijs van de gebogene structuur moet men maar de prijs van de warmgevormde plaat voegen en dan een kleine som voor het in elkaar zetten. In totaal bekomt men een « carrosserie element » laag van prijs, en rijk aan woonvolume.

Men zou met interesse noteren dat, juist heden, kenmerken verschijnen die de uitvinding bijzonder nuttig maken : de warmvorming mogelijkheden met grote diepte, leiden tot zeer dunne flanken, dus zeer soepel, wat hun invoeging vergemakkelijkt; en ook ze leiden tot quasi-verticale koepelflanken, wat een simultaneiteit van invoeging toestaat over de hele omtrek. Dat was niet het geval voor traditionele koepels van zwakke diepte en schuine flanken. Deze twee kenmerken voegen zich toe aan de twee hierboven vermeld, i.e.

groot woonvolume en lage kostprijs. In het totaal kan men denken dat men een samentreffen van voordelen treft, die onverwacht ofwel verrassend zijn, ten minste voor zekeren van hen.

De uitvinding wordt verder verduidelijkt aan de hand van de onderstaande beschrijving en de bijhorende figuren 1 tot 5.

Fig. 1 toont een voorbeeld van een éénpersoon wagentje voorzien van een bevestigingsmiddel volgens de uitvinding. Men duidt de aanwezigheid aan van een « zelfrijdende platform », en

BE2017/5850 op dit platform wordt een koepel 2 van transparente kuststof geplaatst, koepel die zelf op een metalen buisvormige opstelraam geplaatst wordt. Opstelraam wordt solidair van het platform. Aangeduid door cijfer 3 is de zijdelijke zone voor het binnengaan van de verbruiker (voertuig zonder deuren).

Fig. 2 toont een doorsnede dwars door de breedte van een koepel 1 van transparente kunststof en van het gebogen buisvormig opstelraam 2, in welke de koepel aangebracht wordt.

Fig. 3 toont een idee van wat een bevestiging van een koepel met zijn metalen buisstructuur 1 zou hebben kunnen zijn, indien genoemde metalen buizenstructuur een platte en brede zone van breedte L zou hebben bevat, met ook een versterking plaat 2 en een bevestigingsmiddel XX' met boring. Waarde D is die van de diameter van het buisvormig element van deze structuur.

F ig. 4 toont een doorsnede in de structureel metalen buis volgens de uitvinding, hier gekenmerkt door 1, nadat men erin de koepelflank 2 ingevoegd heeft, in zijn groef 3, en nadat men het geheel voorzien heeft met de kleefband 4. XX' en YY' tonen mogelijkheden voor buigingsassen, vanwelke in de volgende tekst wordt gespreken.

Fig. 5 is een analoge snede aan die van Fig. 4, voor een gebruik van hetzelfde profiel, met een variante in de bevestigingsmethode met tussenkomst van een lijm.

In Fig. 4 kan men zien het belangrijkst element, met kenmerk

1, welk een gextrudeerd buisvormig profiel is, van aluminium legering; deze laatste is van de gewoonlijk gebruikte kwaliteit die men voor structuren in fietstechnologie gebruikt; het is een extrudeerbaar, lasbaar en buigbaar materiaal dat men op conventionele buiguitrusting kan gebruiken. Te noteren, dat de buigingsoperaties hierte betrachten, zijn niet van de eenvoudigste soorten. De buisvormige structuren te verkrijgen is niet een eenvoudige rechthoek (met afgeronde hoeken) die in

BE2017/5850 een plan of planschets zich inschrijft, zoals het geval is voor koepels in het Gebouw. Hier schrijft de « rechthoek » zich in, in een helemaal kromgedraaide oppervlakte, zoals de carrosserie het gebiedt. De « rechthoek » voor deze buisstructuur gevormd wordt bestemd voor heel kleine stadsvoertuigen en overtreedt niet een dimensie van 2 m x 1 m. De « diameter » van de aluminium buis is van ongeveer 30 mm, zoals de ronde buizen van algemene fietstechnologie, met een wanddikte van ongeveer 2 mm ook zoals in de fietstechnologie.

Men heeft « diameter » tussen haakjes geschreven, omdat het buisvormig element hier niet helemaal rond is. Hij heeft een cirkelvormige vorm alleen in zijn onderste deel (beneden in Fig.4), i.e. in de helft die tegenoverliggend is ten opzichte van het peerpunt. In de andere helft, wordt hij enigszins « platgemaakt » opdat - terwijl plaats sparen voor het peerpunt met groef 3 een traagheids voor buiging te bewaren, met vergelij kbare waarde met die van het onderste profieldeel. In de praktijk, bekomt men niet hetzelfde traagheidsmoment voor buiging indien men een buigas volgens XX' bewaart. (XX' is de as die door het middelpunt van het eigenlijk ronde deel van

Deze twee buigtraagheidsmomenten zullen egaal komen indien men een buigas YY' betracht die ongeveer mm lager zou zijn. De groef 3 heeft als breedte, de waarde van de flankdikte van de koepel

2, plus een afwijking van een paar tienden van mm, in zicht van de invoeging. De groef is ongeveer mm diep. De koepel wordt warmgevormd uit een tranparente kunststofplaat van - bij voorkeur - de familie van polyester copolymeren, welke dieptrek vormingen toestaan, met zwakke plaatdikte. De dikte aan de koepelflanken na vorming heeft een waarde van tussen

1,5 en 2,5 mm.

Zoals men in

Fig.4 ziet, op zijn blind einde, eindigt zich de groef door een vorm genoemd hamerkop. Dit opdat men een ledige ruimte krijgt, in een plaats van het profiel waar men een plaatselijke opeenhoping van alumnium volume zou kunnen vrezen. Zulk een

BE2017/5850 plaatselijke opeenhoping van aluminium zou niet wensbaar zijn, noch van het zichtpunt van gewicht, noch van het zichtpunt van extrudeerbaarheid of buigbaarheid. Fig.4 toont ook de kleefband 4. Deze wordt aangeplakt rondom het geheel dat gevormd wordt door het aluminium profiel en het begin van de koepelflank. De kleefband verenigt ze met stevigheid. Gezien het huidige prestatievermogen van industriële kleefbanden, is hun gebruik nu gangbaar geworden voor bevestigingsdoeleinden in industrië, zelfs voor structurele toepassingen zoals in luchtvaarttechniek.

Terugkomende tot het onderzoek van het tekenen van bovenste deel van de aluminiumprofieldoorsnede, zal men noteren dat men een hyperboolvormige lijn getekend heeft, tussen het bovenste deel van het profiel, dat zo ongeveer verticaal is, en zijn onderste deel waar de vorm cirkelaardig is. Inderdaad zal de te ontmoeten kracht, welke een trekkracht is van de koepel naar boven, tegenover de aluminium opstelstructuur (zuiging door de wind), opgenomen worden door de kleefband. En de kleefband zal progressief zijn interne spanning overlaten naarmate men naar beneden gaat, naar het onderste deel van de buis. Men zoekt zelfsprekend de « shear » component van de kracht te begunstigen eerder dan dan de « peel » component. Dit doel wordt op zijn best bereikt met een hyperbool omtrek.

De plaatsing is spoedig en vereist geen kwalificatie vanwege de personeel. Het gaat alleen over een « invoeging » gevolg door plaatsing van kleefband. De plaatsing wordt vergemakkelijkt door de soepelheid van de koepelflanken ten gevolge van hun dunheid. De dieptrekwarmvormingen gaan altijd vergezeld van ernstige wandverdunningen. Te noteren dat, naar beneden, de flanken van een warmgevormde koepel zoals deze, nooit op een 100% verticaliteit eindigen. Dat zou moeilijk zijn om het voorwerp uit zijn vorm te nemen. De voorziene waarde voor de zogenoemde « draft-angle » zou ten minste 3% bereiken. Bij de invoeging van de koepel in de groef van de aluminium

BE2017/5850 structuren, indien men hinderlijke dimensionele verschillen ontmoet, kan men winst halen van het existeren van zulk een draft-angle. Bij voorbeeld, met afzagen van ca. 20 mm vanuit de koepelflank, zal men (voor 5% draft-angle) 1 mm rechts en 1 mm links de afstand vernauwen tussen koepelflanken. (Deze zouden b.v. 600 mm hier bereiken.) Dit zou gebeuren aan de prijs van een geringe wijziging van de carrosserie hoogte, - hier moet men vermoeden dat het aanneembaar is. Men moet ook aandacht vestigen op het feit dat de hele koepelbevestiging omkeerbaar is. De koepel mag verwijderd worden zonder verlies (behalve eventueel een kleefband), en door een andere vervangen.

Deze gemakkelijke vervanging mag welkom zijn ten gevolge van slijtage van het produkt, ofwel ongeval, of dimensieverandering in het inhoud van het kleine voertuig.

Fig 5 toont een variante van de uitvinding. De bevestiging wordt hier verkregen, voorafgaand van de invoeging van de koepelflanken in de groef, bij genoemde groef met lijm te vullen. Dit gebeurt, in de zone hier gekenmerkt 1, in zwart. De lijm is een prepolymeer van thermohardend materiaal op basis van epoxy of polyurethaan. De koepelflanken worden dan in zulke massa ingevoegd. Het overschot van lijm wordt verwijderd en schoongemaakt, dan gebeurt de lijmpolymerisatie. Het bestaan van de « hamerkop » maakt het hertrekken onmogelijk. (Demontage wordt ook onmogelijk.) Het kleefband mag achteraf geplaatst worden.

Voorbeeld van verwezenlijking.

Men gebruikt een profiel in overeenstemming met de tekening van FiG.4, van diameter (horizontaal gemeten) 30 mm, van materiaal zoals gangbaar in fietstechnologie, van totale hoogte 35 mm (punt inbegrepen). Gemiddelde waarde voor wanddikte is 2 mm. De verticale bovenwand wordt met het halfcirkel onderste deel verbonden door een hyperboolboog, van vergelijking y = 13,5/x. Het profiel wordt van legering Al-Mg-Si gëextrudeerd

BE2017/5850 in lasbare en buigbare kwaliteit. Zijn gewicht is 508 gram per lopende meter. De afmetingen van het opstelraam zijn 70 cm breed en 130 cm lang, met afgeronde hoeken, en sterk kromgedraaide vorm. Zijn ontwikkelde lengte bereikt ongeveer 4 meter met een gewicht van ongeveer 2 kg. De prijs van dit profiel van tevoren buiging is heden in de orde van 25 euro voor de 4

m.

De koepel wordt warmgevormd met uitgangspunt een gëextrudeerde plaat van transparent polyester copolymeer vervaardigd door de maatschappij Bayer met dikte 2 mm, van prijs ongeveer 25 euro. Een produktie van 1 koepel elke 10 min. wordt door de warmvormmachine toegestaan. Nadat de koepel uit zijn vorm uitgetrokken wordt, is een « cirkelzagen » proces noodzakelijk, zoals gewoon in het domein van vormingen. Hier moet gebiedend dit rondomzagen met zorg gebeuren, met verwijdering van de afvallen. Dat vraagt geen hoge kwalificatie vanwege het personeel, maar hoeft zorgvuldig op een nauwkeurige mal gedaan worden. Het zal de gemakkelijkheid conditioneren, met welke de koepelflanken zullen vinden in het moment van invoeging in de groef.

De kleefband is van het model « voor stucturele bevestigingen ». Men kan het vinden, onder anderen, bij de firma MacTac. Met zorg geplaatst, wordt dit lint, met dikte van onder half-millimeter en zwarte kleur, met decoratieve relief, door de fabicant gegarandeerd voor jarig gebruik in de gekleefde staat, in uitwendig gebruik. Men gebruikt een breedte van 10 cm ofwel twee breedten van 5 cm naast elkaar.

Dus de huidige uitvinding betreft, onder anderen, een bevestiging die de volgende kenmerken - niet beperkend - bevat, tezamen of niet :

Eenerzijds, een koepel, bestaande uit een gebogen oppervlakte, door verwarming vanuit een plaat verkregen, oppervlakte vanwelke de convexiteit naar boven wordt gericht, met flanken bijna verticaal in hun onderste deel, met een lengte begrensd

BE2017/5850

tussen 1	en 4	meter, een	breedte tussen 0,5 en	2 meter,
een hoogte	tussen	20 en 100	cm ;
Anderzij ds,	een	metalen	opstelraam, bestaande	uit een

buisvormige pofiel, volgens een omtrek gebogen, die met de omtrek van het onderste deel van de koepelflanken overeenkomt ; deze omtrek mag sterk of niet kromgedraaid worden, i.e. met driedimensioneel structuur ; zulk profiel heeft een doorsnede in vorm van een peer met basisdiamter begrensd tussen 15 en 40 mm, met een wanddikte bij voorbeeld ongeveer 2 mm, plaatselijk tot 4 mm- bestaande uit een aluminium legering vatbaar voor gemakkelijk lassen, extruderen en buigen;

Het buisvormig profiel met doorsnede in vorm van een peer, bevat in de materiaal massa van zijn bovenste deel - punt van de peer een verticale groef, open alleen naar buiten ; verticale diepte van genoemde groef mag en waarde hebben van tussen 5 en 15 mm, en een breedte quasi egaal tot de dikte van koepelflanken, zijnde zo vatbaar om deze te ontvangen via eenvoudige invoeging;

Het vasthouden van de koepel na zijn invoeging wordt verzekerd ten minste bij de plaatsing rondom de hele omtrek van een highperforming kleefband, op het buitenste deel van de profieldoorsnede geplakt, met bereiking ook van de buiterste oppervlakte van de koepel. Het profiel bestaat uit aluminium legering en de koepel uit een transparente polyester copolymeer. Het opstelraam wordt verkregen door buigingsprocessen ;

Het buisvormige profiel, in doorsnede gezien, mag met voordeel voor zijn bovenste deel een buigtraagheidsmoment hebben, dat bijna egaal met het buigtraagheidsmoment van zijn onderste deel zij, dit, met de tolerantie dat de buigingsas tussen de twee bovengenoemde « helften » lichtjes apart zij van de « symetrisch » buigingsas, - zulke licht verschil niet groter zijnde dan 1,5 mm;

Met voordeel, in de omtrek van het uitwendig deel van de profieldoorsnede, is de verbindingslijn tussen de top (zone met

BE2017/5850 de groef) en het onderst deel (cirkelvormig zone) een hyperbool lijn.

Claims (9)

1. Conclusies

   1.Bevestigingsinrichting tussen: eenerzijds, een koepel bestaande uit een gebogene, door plaatvorming verkregen oppervlakte, waarvan de convexiteit naar boven wordt gericht, met flanken bijna verticaal in de nabijheid van hun onderste deel, met een lengte van waarde tussen 1 meter en 2 meter, een breedte tussen 0,5 meter en 1 meter, en een hoogte tussen 20 en 80 cm, en anderzijds een metalen opstelraam, bestaande uit een buisvormige profiel, volgens een zekere omtrek gebogen welke de omtrek van de onderste deel van de koepelflanken overeenstemt, genoemde omtrek zijnde lichtjes of sterk kromgedraaid, i.e. niet inschrijfbaar in een platte oppervlakte ;

   profiel vanwelke de doorsnede heeft de vorm van een peer, buisvormig met een basic diameter tussen 20 en 40 mm, met een wanddikte van ongeveer 2 mm, plaatselijk eventueel bereikend 4 mm, profiel bestaande uit een metaallegering vatbaar om gemakkelijk extrudeerbaar, lasbaar en buigbaar te zijn ;

   gekenmerkt doordat het buisvormig profiel, vanwelke de doorsnede heeft de vorm van een peer, in de massa van materiaal van zijn bovenste deel - i.e. de peerpunt - een verticale groef bevat, open naar buiten, van welke de diepte in de verticale richting een waarde heeft van 5 tot 15 mm, en een breedte ongeveer gelijkmatig aan die van de koepelflank, en zo bereid om genoemd flank te ontvangen, door eenvoudige invoeging;

   het vasthouden van de koepel en zijn invoeging verzekerd zijnde door de plaatsing rondom de omtrek van het geheel, van een high-performance kleefband, op het buitenste deel van de profieldoorsnede geplaatst, ook bereikend de buiterste oppervlakte van de koepelflanken.

   BE2017/5850
2. 2. Bevestigingsinrichting volgens conclusie 1, met het profiel bestaande uit een aluminium legering.
3. 3. Bevestigingsinrichting volgens conclusies 1 of 2, met de koepel bestaande uit een polyester copolymeer, transparent.
4. 4. Bevestigingsinrichting volgens conclusies 1 of 2 of 3, in welke de vorm van het opstelraam in buisvormig profiel, vatbaar om verkregen te worden door successive processen van buiging.
5. 5. Bevestigingsinrichting volgens conclusie 1, in welke de koepelflank wordt ingevoegd, met aanwezigheid van lijm, in de profielgroef, deze laatste zijnde voorzien, in zijn bodem, van een holte in vorm van hamerkop.
6. 6. Geëxtrudeerde metalen profiel uit aluminium legering, volgens beschrijving van conclusie 1 hierboven.
7. 7. Geëxtrudeerde metalen profiel uit aluminium legering volgens beschrijving van conclusie 5 hierboven.
8. 8. Geëxtrudeerde metalen profiel uit aluminium legering volgens beschrijving van conclusie 6 of conclusie 7 hierboven, gekenmerkt doordat genoemd buisvormig profiel, in doorsnede gezien, voor zijn bovenste helfte een buigtraagheidsmoment presenteert welke gelijk of bijna gelijk aan het buigtraagheidsmoment van zijn onderste helfte, dit met tolerantie dat de buigas tussen deze twee « helften » lichtjes verschillend isj van de buigas die door de horizontale middellijn die symmetrisch deze twee « helften » zou scheiden,

   - zulk licht verschil zijnde minderwaardig dan 1,5 mm.

   BE2017/5850
9. 9.Geëxtrudeerde metalen profiel uit aluminium legering volgens beschrijving van conclusie 6 of 7 of 8, gekenmerkt doordat, op de omtrek van het uiterste deel van zijn doorsnede, de verbinding tussen de top, zijnde het begin van de begroevde zone, en het onderste deel van de doorsnede, waar zij cirkelvormig wordt, een hyperbool lijn zij.