PL186971B1 - Element nośny i sposób wytwarzania elementu nośnego - Google Patents

Abstract

1. Element nosny podluzny, w którym znajduje sie srodnik i dwa ra- miona boczne do podpierania plyt budow- lanych lub podobnych elementów, zna- mienny tym, ze w srodniku (9) znajduje sie podluzna strefa (4) wyrównywania na- prezen, która rozciaga sie co najmniej cze- sciowo pomiedzy dwoma zewnetrznymi koncami (8a, 8b) elementu nosnego (8) i która zawiera rzadki deformacji, korzyst- nie w postaci naciec (12), szczelin (13) lub czesci gofrowanych, rozciagajacych sie co najmniej czesciowo przez material srodni- ka (9). FIG. 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest element nośny i sposób wytwarzania elementu nośnego. Wynalazek dotyczy elementu nośnego do budowania ścian złożonych z płyt budowlanych i tym podobnych elementów.

Elementy nośne tego typu opisano w „Takvaggkatalogen” („Katalog elementów sufitowych”) wydanym w 1994 roku przez Lindab AB, w którym na stronach 105-107 pokazano montaż tak zwanych podpór budowlanych oraz na stronach 108-109 różne rozwiązania współpracujących z nimi podpór pionowych i prętów poziomych. Kolejne przykłady elementów nośnych w dziedzinie wynalazku pokazano, np., na stronach 113 i 119 tego katalogu. Termin „element nośny” stosuje się dalej w znaczeniu podpór, sekcji i prętów, itp. przezna186 971 czonych do wznoszenia ścian, zwłaszcza ścian, w których na elementach nośnych montuje się płyty budowlane.

Ponadto w szwedzkim opublikowanym zgłoszeniu patentowym SE-B-457,223 (odpowiadającym patentowi Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4,513,551) ujawniono element nośny o przekroju poprzecznym w kształcie litery U złożony ze środnika i dwóch ramion bocznych do podpierania płyt budowlanych lub podobnych elementów. W celu ułatwienia wkręcania śrub mocujących podczas montażu płyt budowlanych na elemencie nośnym (patrz Lindab Catalogue s. 105), w ramionach bocznych znajduje się tak zwana siatka metalowa prowadząca śruby mocujące (patrz fig. 1 w opisie SE-B-457,223).

Opisane powyżej elementy nośne wytwarza się z płaskich wykrojów blaszanych, z których, podczas specjalnego procesu formowania wytwarza się przekrój w kształcie litery U. Podczas formowania taką techniką, w elemencie nośnym powstają często niepożądane naprężenia wewnętrzne, które mogą doprowadzić do skręcenia całego elementu nośnego, co utrudnia operację montażu. W takich elementach nośnych jak ujawnione w opisie SE-B-457,223, siatka metalowa w ramionach może wywoływać specjalne naprężenia, które w najgorszym przypadku powodują skręcenie lub pafałdowanie wolnych podłużnych krawędzi ramion. Taki pofałdowany kształt może powstać nawet w przypadku uformowania dwóch obszarów siatki metalowej na płaskim wykroju z blachy, którego podłużne krawędzie w niekorzystnym przypadku uzyskują kształt falisty o tak dużej amplitudzie (około 40 mm), że utrudniają posługiwanie się mającym kształt pasa wykrojem z blachy, a także formowanie z niego odpowiedniego elementu nośnego.

Zatem nadal poszukuje się nowych elementów nośnych o mniejszych skłonnościach do skręcania się i nie mających wspomnianego powyżej pofałdowanego kształtu.

Kolejną pożądaną cechą jest dobra sztywność wymagana od elementów nośnych oraz ich wytrzymałość na obciążenia liniowe prostopadłe do ramion, powstające podczas montażu, a także podczas obciążania gotowych ścian. Sugerowano różnorodne sposoby wzmacniania elementów nośnych, a ich przykłady przedstawiono na stronie 113 wspomnianego na wstępie katalogu Lindab, polegające na zaopatrywaniu środnika podpory nośnej w dwa równoległe podłużne wzmocnienia w formie rowków.

Jednakże rynek żąda teraz jeszcze sztywniejszych elementów nośnych, co stanowi punkt wyjściowy niniejszego wynalazku. Zgłasza się obecnie zapotrzebowanie na nowy typ elementu nośnego o ulepszonej wytrzymałości i sztywności, a zwłaszcza z ramionami wzmocnionymi w taki sposób, że pod obciążeniem zbliżają się do siebie na mniejszą odległość, na przykład podczas montażu na nich płyt budowlanych.

Jako kolejny przykład stanu techniki można wspomnieć element nośny według amerykańskiego opisu patentowego nr US-A-4,619,098, w którym, w celu zmniejszenia przewodzenia przez niego ciepła i zimna, formuje się szczeliny. Jednakże nie mówi się w nim o wspomnianych powyżej niedogodnościach, tj. o niepożądanych naprężeniach wewnętrznych i niedostatecznej sztywności.

Celem wynalazku jest zaproponowanie rozwiązania opisanych powyżej problemów i w konsekwencji zapewnienie ulepszonego elementu nośnego i sposobu jego wytwarzania.

Element nośny podłużny, w którym znajduje się środnik i dwa ramiona boczne do podpierania płyt budowlanych lub podobnych elementów, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w środniku znajduje się podłużna strefa wyrównywania naprężeń, która rozciąga się co najmniej częściowo pomiędzy dwoma zewnętrznymi końcami elementu nośnego i która zawiera rządki deformacji, korzystnie w postaci nacięć, szczelin lub części gofrowanych, rozciągających się co najmniej częściowo przez materiał środnika.

Korzystnie rządki deformacji są rozmieszczone w co najmniej dwóch podłużnych, równoległych częściach, wąskich w porównaniu z szerokością środnika i równoległych do ramion bocznych elementu nośnego.

Korzystnie każdy rządek deformacji zawiera dużą liczbę bliskich nacięć rozmieszczonych w rządku.

Korzystnie pomiędzy wydłużonymi wąskimi częściami znajduje się nie obrobiony materiał środnika bez nacięć.

186 971

Korzystnie element ma przekrój poprzeczny w kształcie litery „U”, a strefa wyrównywania naprężeń jest rozmieszczona symetrycznie względem płaszczyzny centralnej biegnącej przez element nośny prostopadle do środnika.

Korzystnie strefa wyrównywania naprężeń zawiera wiele wąskich części, rozmieszczonych parami i w równych odstępach od płaszczyzny centralnej.

Korzystnie ramiona boczne są wykonane w większości z siatki metalowej.

Korzystnie element jest z cienkiej blachy.

Sposób wytwarzania elementu nośnego polegający na tym, że z płaskiego wykroju blaszanego wygina się ramiona boczne elementu nośnego i pozostawia się płaski obszar stanowiący środnik, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przed wygięciem ramion bocznych, w tym obszarze płaskiego wykroju blaszanego, z którego ma być uformowany środnik, formuje się, co najmniej częściowo przez materiał środnika, strefę wyrównywania naprężeń w postaci rządków deformacji, korzystnie mających postać nacięć, szczelin lub części gofrowanych.

Korzystnie rządki deformacji formuje się w postaci wydłużonych równoległych części, wąskich w porównaniu do szerokości środnika, które rozmieszcza się równolegle do ramion bocznych elementu nośnego, przy czym w każdym rządku nacina się, co najmniej częściowo przez materiał środnika, dużą liczbę blisko siebie położonych nacięć.

Element nośny według wynalazku mający strefę wyrównywania naprężeń w postaci rzędów deformacji środnika ma lepszą sztywność i zdolność do wytrzymywania obciążeń w porównaniu ze znanymi dotychczas elementami nośnymi podobnego typu. Szczególnie dobre wyniki osiągnięto dzięki przykładowi wykonania, w którym strefa wyrównywania naprężeń ma postać dwóch wydłużonych części, które są wąskie w stosunku do szerokości środnika i biegną równolegle do ramion bocznych, przy czym każda z nich składa się z wielu bliskich nacięć rozmieszczonych w rzędach i biegnących w całości lub częściowo przez materiał środnika, zaś wspomniane wąskie części stanowią między nimi nie obrobiony materiał środnika bez nacięć. Poniżej omówiono pokrótce eksperyment porównawczy z takim elementem nośnym.

Element nośny o długości 2400 mm, wykonany z cienkiej blachy według wspomnianego powyżej przykładu wykonania, w którym na ramionach znajdowały się obszary siatki metalowej, podparto na końcach i obciążono liniowo siłami 500 N/m. W taki sam sposób obciążono znany dotychczas odpowiedni element nośny, w przybliżeniu taki jak pokazano na fig. 2 w opisie SE-B-457,223, a zatem mający ramiona z siatki metalowej, ale zupełnie nie obrobiony środnik. Ugięcie w środku elementu nośnego według wynalazku stanowiło tylko połowę ugięcia elementu nośnego znanego dotychczas (około 5 mm w porównaniu z około 10 mm).

Według wynalazku uzyskano prostoliniowy element nośny o dobrej sztywności i pozbawiony pofałdowanego kształtu, jak w znanych dotychczas elementach nośnych. Dzięki obecności strefy wyrównywania naprężeń w środniku elementu nośnego wyeliminowano dotychczasowe niepożądane naprężenia wewnętrzne w elementach nośnych.

Na końcu trzeba wspomnieć o jeszcze jednej zalecie elementu nośnego według wynalazku. Podczas doświadczeń praktycznych stwierdzono, że strefy wyrównujące naprężenia w środniku mają pozytywne oddziaływanie na zdolność elementu nośnego do tłumienia dźwięków. Ten uboczny efekt jest tak korzystny, że o elemencie nośnym wykonanym według wynalazku można powiedzieć, iż stanowi kombinację podpory nośnej i podpory, którą w języku technicznym określa się mianem podpory pochłaniającej dźwięki.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia płaski wykrój blaszany w rzucie perspektywicznym, fig. 2 - element nośny według wynalazku wytworzony z wykroju z blachy pokazanego na fig. 1, w rzucie perspektywicznym, fig. 3 - część środnika elementu nośnego, w powiększeniu, a fig. 4 - alternatywny przykład wykonania środnika elementu nośnego, w widoku podobnym do pokazanego na fig. 3.

Na figurze 1 pokazano wykrój 1 z cienkiej blachy, który w znany powszechnie sposób zawiera dwa obszary z siatki metalowej 2, 3, umieszczone w pewnej odległości od dwóch podłużnych krawędzi blaszanego wykroju 1. Pomiędzy obszarami z siatki metalowej 2, 3, w blaszanym wykroju 1 znajduje się strefa 4 wyrównywania lub zmieniania naprężeń z rzę186 971 dami deformacji, która w tym przykładzie wykonania zawiera dwie wydłużone części 5, 6, każda z dużą liczbą bliskich nacięć 12 rozmieszczonych w rzędach i biegnących w całości lub częściowo przez blaszany wykrój 1, co szczegółowo opisano dalej. Pomiędzy obiema częściami 5, 6 tworzy się obszar nieobrobionego materiału 7 bez nacięć.

W powszechnie znany sposób, z blaszanego wykroju 1 widocznego na fig. 1, formuje się element nośny 8 według wynalazku, pokazany na fig. 2. Wydłużonemu elementowi nośnemu 8 nadaje się przekrój poprzeczny w kształcie litery U ze środnikiem 9 i dwoma ramionami bocznymi 10, 11 do podpierania płyt budowlanych lub podobnych elementów (nie pokazanych). Wykonane z siatki metalowej 2, 3 obszary ramion bocznych 10, 11 ułatwiają wpuszczanie elementów mocujących, takich jak śruby mocujące lub tym podobne elementy, przeznaczonych do mocowania płyt budowlanych. W pewnych przypadkach płyty budowlane można również mocować za pomocą kleju (nie pokazano). W tym miejscu należy zauważyć, że wynalazek nadaje się również do elementów nośnych bez obszarów z siatki metalowej 2, 3 w ramionach bocznych 10,11.

Korzystnie, strefa 4 wyrównywania naprężeń jest symetryczna względem centralnej płaszczyzny M biegnącej przez element nośny 8 prostopadle do środnika 9.

Na figurze 2 wyraźnie widać sposób usytuowania strefy 4 wyrównującej naprężenia na środniku 9. Zgodnie z zalecanym przykładem wykonania, w skład strefy 4 wyrównywania naprężeń wchodzą dwie podłużne części 5, 6, stosunkowo wąskie w porównaniu z szerokością środnika 9 i równoległe do ramion bocznych 10,11, każda złożona z dużej liczby bliskich nacięć 12 rozmieszczonych w rzędach i biegnących w całości lub częściowo przez materiał środnika 9 (patrz fig. 3). Jak już wspomniano wcześniej, podłużne części 5, 6 wyznaczają obszar nieobrobionego materiału 7 środnika 9 bez nacięć.

Należy podkreślić, że widoczne na fig. 3 nacięcia 12 mogą mieć inny wzór i mogą składać się z innych deformacji lub zniekształceń materiału, takich jak części gofrowane, szczeliny itp, albo ich: kombinacje. Alternatywny przykład wykonania pokazano na fig. 4, gdzie deformacje mają postać szczelin 13 w kształcie litery T rozmieszczonych w rządkach i, w pewnym stopniu, przesuniętych względem siebie. Rozumie się samo przez się, że można stosować kilka innych typów nacięć lub zniekształceń; istotne znaczenie ma obecność w środniku 9 elementu nośnego 8 strefy wyrównywania naprężeń w postaci rządków deformacji, co poprawia sztywność i zmniejsza ryzyko zwichrowania elementu nośnego oraz występowania pofałdowanego kształtu. Należy zwłaszcza wspomnieć, że wąskie części 5, 6 z nacięciami nie muszą biec na całym odcinku od jednego zewnętrznego końca 8a elementu nośnego 8 do drugiego zewnętrznego końca 8b. W jednym z wariantów (nie pokazanym) części 5, 6 mogą rozciągać się tylko wzdłuż części długości środnika 9, albo też mogą być rozmieszczone w sposób nieciągły.

Według jednego z przykładów wykonania wynalazku, nie pokazanego szczegółowo, w strefie 4 wyrównywania naprężeń znajduje się kilka wąskich części 5, 6 wspomnianego powyżej typu, rozmieszczonych parami, korzystnie w równych odstępach od płaszczyzny środkowej M. Liczba wąskich części 5, 6 z nacięciami nie ma decydującego znaczenia dla wynalazku dopóki w środniku 9 jest odpowiednia strefa 4 wyrównywania naprężeń.

Sposób wytwarzania elementu nośnego 8 polega na tym, że z płaskiego wykroju 1 z cienkiej blachy wygina się ramiona boczne 10, 11 i pozostawia się płaski obszar stanowiący środnik 9. W sposobie wytwarzania, według jednego z przykładów wykonania wynalazku, w płaskim blaszanym wykroju 1, w obszarze środnika 9, formuje się strefę 4 wyrównywania naprężeń w postaci pewnej liczby podłużnych części 5, 6 stosunkowo wąskich w porównaniu z szerokością środnika 9 i rozmieszczonych równolegle i w pewnej odległości od siebie, formowanych techniką wycinania dużej liczby bliskich nacięć 12 lub szczelin 13 rozmieszczonych w rządkach i biegnących całkowicie lub częściowo przez materiał środnika 9. W sposobie tym, korzystnie, boczne ramiona 10, 11 elementu nośnego 8 można wytwarzać z obszarami z siatki metalowej 2, 3.

Koncepcja wynalazku w żaden sposób nie ogranicza się do opisanych powyżej przykładów wykonania i wariantów, ale dopuszcza się możliwość wprowadzania w niej wielu modyfikacji mieszczących się w zakresie wynalazku określonym w załączonych zastrzeżeniach

186 971 patentowych. Należy zwłaszcza podkreślić, że wynalazek można stosować do kilku typów elementów nośnych, takich o jakich wspomniano we wstępie. Przekrój poprzeczny nie ma decydującego znaczenia dla wynalazku i może mieć kształt litery U, C lub Z, itp. Ponadto strefa 4 wyrównywania naprężeń w środniku 9 elementu nośnego 8 może, według wynalazku, być wykonana w inny sposób niż opisano to powyżej.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (10)

Zastrzeżenia patentowe

1. Element nośny podłużny, w którym znajduje się środnik i dwa ramiona boczne do podpierania płyt budowlanych lub podobnych elementów, znamienny tym, że w środniku (9) znajduje się podłużna strefa (4) wyrównywania naprężeń, która rozciąga się co najmniej częściowo pomiędzy dwoma zewnętrznymi końcami (8a, 8b) elementu nośnego (8) i która zawiera rządki deformacji, korzystnie w postaci nacięć (12), szczelin (13) lub części gofrowanych, rozciągających się co najmniej częściowo przez materiał środnika (9).

2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że rządki deformacji są rozmieszczone w co najmniej dwóch podłużnych, równoległych częściach (5, 6), wąskich w porównaniu z szerokością środnika (9) i równoległych do ramion bocznych (10,11) elementu nośnego (8).

3. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że każdy rządek deformacji zawiera dużą liczbę bliskich nacięć (12) rozmieszczonych w rządku.

4. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że pomiędzy wydłużonymi wąskimi częściami (5, 6) znajduje się nieobrobiony materiał (7) środnika (9) bez nacięć.

5. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że ma przekrój poprzeczny w kształcie litery „U”, a strefa (4) wyrównywania naprężeń jest rozmieszczona symetrycznie względem płaszczyzny centralnej (M) biegnącej przez element nośny (8) prostopadle do środnika (9).

6. Element według zastrz. 2 albo 5, znamienny tym, że strefa (4) wyrównywania naprężeń zawiera wiele wąskich części (5, 6), rozmieszczonych parami i w równych odstępach od płaszczyzny centralnej (M).

7. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że ramiona boczne (10, 11) są wykonane w większości z siatki metalowej (2, 3).

8. Element według zastrz. 1 albo 2, albo 5, znamienny tym, że jest z cienkiej blachy.

9. Sposób wytwarzania elementu nośnego polegający na tym, że z płaskiego wykroju blaszanego wygina się ramiona boczne elementu nośnego i pozostawia się płaski obszar stanowiący środnik, znamienny tym, że przed wygięciem ramion bocznych (10, 11), w tym obszarze płaskiego wykroju (1) blaszanego, z którego ma być uformowany środnik (9), formuje się, co najmniej częściowo przez materiał środnika (9), strefę (4) wyrównywania naprężeń w postaci rządków deformacji, korzystnie mających postać nacięć (12), szczelin (13) lub części gofrowanych.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że rządki deformacji formuje się w postaci wydłużonych równoległych części (5, 6), wąskich w porównaniu do szerokości środnika (9), które rozmieszcza się równolegle do ramion bocznych (10, 11) elementu nośnego (8), przy czym w każdym rządku nacina się, co najmniej częściowo przez materiał środnika (9), dużą liczbę blisko siebie położonych nacięć (12).