PL207466B1 - Połączenie belek nośnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest połączenie belek nośnych przeznaczone zasadniczo do łączenia metalowych belek w kratownicowej konstrukcji sufitu podwieszonego, a zwłaszcza do łączenia na styk końców belek nośnych w kratownicy.

Znane są, ze stanu techniki, sufity podwieszane posiadające metalowe belki nazywane teownikami albo prowadnicami, które tworzą kratownice do podtrzymywania płyt. Kratownice te posiadają belki nośne i przecinające się z nimi belki poprzeczne. Belki są uformowane głównie z płaskiego arkusza blachy zagiętej w kształt odwróconej litery T, ale w niektórych przypadkach uformowane są z wytłoczonego metalu, takiego jak aluminium. Belki nośne połączone są w sposób koniec do końca i podwieszone do sufitu konstrukcyjnego za pomocą prę tów. Belki poprzeczne połączone są koniec do końca za pomocą rowków w belkach nośnych i są podtrzymywane przez te belki nośne.

Belki nośne, które biegną równolegle do siebie, zasadniczo rozstawione są w odstępach po 1219,2 mm (48). Belki poprzeczne połączone są z belkami nośnymi w taki sposób, że tworzą z nimi prostokątne otwory o wymiarach 609,6 mm x 609,6 mm (24x 24), albo 609,6 mm x 1219,2 mm (24x 48), które wyłożone są płytami sufitowymi.

Belki nośne, w podwieszonym suficie, poddawane są głównie rozciąganiu i naprężeniom zginającym, a sporadycznie działaniu sił skręcających. Zadaniem tego połączenia, które łączy podłużnie belki nośne, zasadniczo o długości 3,6576 m (12 stóp), jest przeciwstawianie się tym naprężeniom i sił om, jak również zapewnienie odpowiedniej wytrzymał o ś ci i ustawienia pomiędzy belkami.

Wszelkie siły ściskające występujące na połączeniu belek, które stykają się ze sobą końcami działają wzdłuż belek, w taki sposób, że połączenie ma jedynie utrzymać końce belek ułożonych w jednej linii, w celu przeciwdziałania tym siłom. Wycięcia odciążające naprężenia ogniowe, wycięte są w belce w taki sposób, żeby umożliwić rozszerzenie się ich pod wpływem sił ściskających, w przypadku pożaru, ponieważ koniec belki nie ustąpi.

Jeśli chodzi o siły rozciągające, które podłużnie odciągają od siebie belki, to połączenie jest jedynym sposobem do przeciwdziałania tym siłom. W odniesieniu do zginania połączenia, to razem z koń cami belki połączenie musi zapewnić wytrzymałość na takie zginanie. Połączenie musi także wytrzymywać sporadyczne skręcanie.

Znane ze stanu techniki połączenia końców belek nośnych są generalnie dwojakiego rodzaju.

W pierwszym rodzaju połączenia, elementy łącznika były całkowicie uformowane w samej belce, zwłaszcza poza częścią środnika belki. Taka konstrukcja powoduje stratę materiału spowodowaną odcięciem go, dla osiągnięcia połączenia elementów. Jak również, proces wykonania takich łączników jest stosunkowo powolny, mimo że sama belka jest wykonana stosunkowo szybko, w procesie walcowania formującego, sam łącznik jest formowany w jednej lub więcej operacjach wytłaczania, które ogólnie wymagają skomplikowanego formowania, względnie miękkiego metalu teowników kratownic. Dodatkowo, miękki metal teownika posiada stosunkowo małą sprężystość, która może być wykorzystana do utworzenia połączenia.

W innym kształcie belki nośnej lub teownika, jedynie zaciski połączenia są wykorzystywane do utworzenia połączenia. Oddzielny zacisk jest przymocowany do końca każdego teownika, którego koniec jest prostopadle ucięty. Zacisk jest wmontowany w nieckę wytłoczoną w teowniku tak, że zaciski mogą być złączone wyłącznie ze sobą, niezależnie od teownika, wzdłuż centralnej płaszczyzny środnika. Zaciski pozwalają na użycie twardszej, bardziej sprężystej stali, niż metal środnika, gdzie połączenie jest utworzone z teownika.

Połączenie, według niniejszego wynalazku zespala parę zacisków, jak również parę zestawionych teowników kratownicowych, w celu utworzenia połączenia. Każdy z zacisków umocowanych do końca belki jest identyczny z innym zaciskiem w parze, jak również konstrukcja teownika kratownicowego na każdym końcu belki jest identyczna z konstrukcją na końcu drugiej belki w parze.

Zacisk posiada otwory do połączenia ze średnikiem belki oraz ma sprężyste występy, które pochylają koniec przeciwległego zacisku przez średnik podczas łączenia, po czym kurczy się pod wpływem nacisku złączonych łączników.

Ukształtowanie końca belki jest w zasadzie prostopadłe, ale z wycięciem środnika, które eliminuje wcisk z jakimikolwiek szwami w środniku i które również prowadzi zacisk podczas łączenia tworząc połączenie. Sprężyste gniazdo utworzone w środniku belki, i otwór utworzony przez sprężyste gniazdo, wzdłuż ustalających zgrubień utworzonych w środniku, współpracuje by pozwolić ażeby zacisk i koniec belki na jednej belce połączyły się i zablokowały z zaciskiem i końcem belki przylegającej.

PL 207 466 B1

Zaciski zawierają elementy, które współpracują z integralnymi elementami belki i przeciwległymi zaciskami, tworząc połączenie.

Połączenie może być rozłączone przez, na przykład, deformowanie gniazda do otwartej pozycji, a nastę pnie rozdzielenie belek na boki. Połączenie moż e być ponownie połączone do ponownego użycia, po prostu przez zrekonstruowanie gniazd do ich pierwotnej pozycji zamkniętej i przez zetknięcie łączników ze sobą. Gdy połączenie zostało połączone, to zaciski obejmują zetknięte ze sobą środniki, z zaciskiem po każdej ze stron, ustawionych w jednej linii środników.

Podsumowując, niniejszy wynalazek łączy zacisk na ukształtowanym końcu belki z ukształtowanym końcem belki, by stworzyć połączenie koniec do końca belki nośnej, z następnym połączeniem zacisku i ukształtowanego końca belki.

Przedmiotem wynalazku jest połączenie belek nośnych, przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym:

fig. 1 jest widokiem zespołu rozebranego zacisków, i ukształtowanych końców belki, które łączą je tworząc połączenie według niniejszego wynalazku, fig. 2 jest bocznym rzutem pionowym zacisku łącznika, przymocowanego do każdego z końców belek ustawionych w jednej linii, tuż przed połączeniem końców ze sobą, fig. 3 jest bocznym rzutem pionowym złączonych zacisków i końców belek tworzących połączenie belki nośnej, fig. 4 jest przekrojowym, poziomym rzutem głównym zacisku przymocowanego do końca belki, fig. 5 jest przekrojowym poziomym rzutem głównym, podobnym do fig. 4, przedstawiającym zaciski i końce belek złączonych dla utworzenia połączenia belki nośnej niniejszego wynalazku, zaś fig. 6 jest przekrojowym, poziomym rzutem głównym, podobnym do fig. 5, przedstawiającym połączenie, które jest rozłączone, w celu umożliwienia rozdzielenia belek nośnych.

Dwa identyczne zaciski 20 i 20', są użyte do utworzenia, z teownikami 70 i 70' kratownicowymi, połączenia 96 belki według niniejszego wynalazku. Zacisk 20 i teownik 70 będą opisane odnośnikami. Zacisk 20' i teownik 70' kratownicowy będą miały te same odnośniki, ale z dodatkowym oznaczeniem prim (').

Każdy zacisk 20 jest w przybliżeniu prostokątny i jest korzystnie ukształtowany, poprzez tłoczenie, ze stosunkowo twardej stali, która posiada własności sprężyste. Zacisk może mieć korzystną grubość 0,381 mm (0,0150), przy zasadniczo prostokątnym wymiarze 25,4 mm na 44,45 mm (1 na 1¾¹¹). Otwory 23 i 25 są wykrojone jeden nad drugim i są umieszczone mniej więcej w środkowej części zacisku 20. Trzeci otwór 26 tworzy trójkąt z dwoma pierwszymi otworami i jest usytuowany w tylnej części zacisku 20. Strzałka 21 wskazuje tył zacisku.

Kołnierze 28 i 30 są uformowane na górnej i dolnej krawędzi zacisku 20, w celu usztywnienia zacisku. Kołnierze 28 i 30 są odgięte w kierunku zewnętrznym od zacisku i w kierunku od środnika 72 teownikowego.

Zacisk 20 posiada w swojej tylnej krawędzi 31, wycięcie 32 mające część rozszerzoną 33 i część zwężoną 35. Przed wycięciem 32 w zacisku 20, znajduje się wycięcie 36, w kształcie odwróconej litery D, jak przedstawiono na fig. 1 i fig. 2. Przed wycięciem 36, znajdującym się w zacisku 20, znajduje się wyniesiona, konturowa niecka 37.

Niecka 37 posiada zwężoną tylną część 38, która styka się z wycięciem 36 i przednią częścią 40, posiadającą część 41, w kształcie litery U, ułożoną ku przodowi części 40.

Sprężyste, nacięte zatrzaski 42 i 43 odgięte od tyłu zacisku 20 i skierowane ku środnikowi 72 teownika kratownicowego gdy jest zamontowany do teownika 70.

Występy 45 i 46 znajdują się na górze i na dole przedniej części zacisku 20 i skierowane są w kierunku teownika kratownicowego, w warunkach montażu.

Zaciski 20 i 20' są przeznaczone do przymocowania ich do środników 72 i 72', odpowiednio na końcach teowników 70 i 70' kratownicowych. Teownik 70 kratownicowy zawiera bańkę 71, środnik 72, i kołnierz 73. Szwy 75 rozmieszczone są wzdłuż środnika 72.

Połączenie, według niniejszego wynalazku, szczególnie nadaje się do teownika 70, 70' kratownicowego ujawnionego w patencie U.S. 6,138,416, przyłączonego do niniejszego zgłoszenia poprzez odniesienie. Teownik 70, 70' kratownicowy, ujawniony w patencie '416 pozwala na użycie cieńszej grubości metalu, osiągając jednocześnie niezbędną wytrzymałość belki, przede wszystkim przy zginaniu. Niniejszy wynalazek kompensuje cieńszą grubość metalu w belce, w miejscu połączenia, w taki sposób, że pomimo cieńszej grubości metalu zastosowanego w belce, uzyskano mocne i pewne połączenie.

Otwory 76 w środniku 72 odpowiadają rozmieszczeniu otworów 26, w zacisku 20 i są utworzone poprzez wykrawanie ich ze środnika 72, 72', tak że kołnierz 77 wychodzi poza środnik 72, 72'.

Środnik 72 posiada odpowiednio duże gniazdo 78 ukształtowane ze środnika 72. Gniazdo 78, w przekroju poprzecznym ma kształt litery Z i jest otwarte w kierunku do przodu środnika. Część przednia występu 92 gniazda 78, służy do usztywnienia tego gniazda i do prowadzenia przedniego

PL 207 466 B1 końca zacisku podczas złączania połączenia. Gniazdo 78 wychodzi poza środnik 72, na jego boku, po przeciwległej stronie, na której będzie zamocowany zacisk 20'. Otwór 79 jest wykonany w środniku 72, wówczas gdy gniazdo 78 jest kształtowane ze środnika 72 przez tłoczenie.

Środnik 72, w swoim końcu ma wycięcie 80, posiadające przednie krawędzie 81 i 82, i zwężający się do tyłu otwór 83.

Szwy 85, typu pokazanego, jako przykład w patencie U.S. 5, 979, 055, przyłączonego do niniejszego zgłoszenia poprzez odniesienie, rozmieszczone są wzdłuż środnika w celu wzmocnienia belki. Te szwy 85 są umieszczone w belce 70', podczas procesu ciągłego walcowania profilowego, zanim belka jest ucięta, przykładowo na długość 3,6576 m (12 stóp), za pomocą na przykład nożyc latających. Taki sposób wytwarzania belek przez walcowanie profilowe i cięcie na długości, jest dobrze znana.

Po pocięciu belki 70, 70' na długości, końce belki są okrawane lub uformowane w kształcie pokazanym na rysunku i opisanym poniżej.

Łączenia ze szwów 85 mogą jeszcze występować w końcowym ukształtowaniu belek, lecz takie łączenia nie mają żadnego wpływu na połączenie.

Niecka 37 tworzy prostokątne łączenie 86 w płaszczyźnie środnika 72, w którym jest wycięty występ oporowy 87, w kształcie litery V, który skierowany jest do tyłu zacisku 20 i rozciąga się w kierunku środnika 72 teownika 70 kratownicowego, do którego jest przymocowany zacisk 20.

Zacisk 20 jest przymocowany do teownika 70 kratownicowego przez wprowadzenie w otwory 23, 25 i 26, kołnierzy 77 otworów 76 w środniku teownika 72 kratownicowego na jego końcu. Kołnierze są spęczone, w miejscu, w którym wskazuje odnośnik w celu bezpiecznego przymocowania zacisku 20 do belki 70. Nacięte, sprężyste zatrzaski 42 i 43 rozchylają się poza środnik w wycięciu 80 w punkcie 81 i 82, aby zapewnić efekt rozchylania, który prowadzi przedni koniec przeciwległego zacisku 21' nad krawędziami 81 i 82, w procesie złączania połączenia. Takie rozwiązanie wyklucza pasowanie na wcisk przeciwległego zacisku i środnika. Sprężyste zatrzaski 42 i 43 nie dotykają krawędzi 81 i 82, tak że zatrzaski mają możliwość zagłębić się, gdy łączniki są całkowicie połączone. Natomiast zatrzaski 42 i 43 w pozycji rozchylonej działają jak rozchylacze, i mogą być ściśnięte, w celu umożliwienia połączenia łączników. Wycięcie 36 w kształcie litery D, w zacisku 20 ustawi się w jednej linii z otworem 79 w środniku 72 teownika 70 kratownicowego, z prostą krawędzią wycięcia 36 w kształcie litery D, w jednej linii z przednią krawędzią otworu 79, środniku 72.

Zwężony ku tyłowi otwór 83, w zacisku 20 zapewnia luz dla każdego szwu 85, który może się rozszerzyć w obszar tego otworu.

Zacisk 20 jest przymocowany do ukształtowanego końca belki 70 tworzy łącznik 95, a zacisk 20' jest przymocowany do ukształtowanego końca belki 70', tworząc łącznik 95'.

Łącznik 95 jest złączony z łącznikiem 95' przez wzajemne przesunięcie łączników wzdłuż ustawionych w jednej linii belek, jak pokazano na fig. 2 i fig. 3.

Jak pokazano na fig. 2 przednie końce zacisków 20 i 20' przymocowanych do przeciwległych stron środników 72 i 72' zsuwane są w kierunku do siebie, aż do momentu gdy łączniki 95 i 95' są całkowicie złączone, i zablokowane w połączeniu 96, jak pokazano na fig. 3. Gdy połączenie 96 jest złączone, to krawędź 88' naciętego występu oporowego 87', w kształcie litery V przejdzie przez otwór 79 do wycięcia 36, w kształcie litery D i złączy przednią krawędź otworu 79 i wycięcie 36.

Krawędź 88' będzie zabezpieczona, w takim połączeniu przez gniazdo 78, do którego wchodzi prostokątne łączenie 86' zacisku 20' i dociska łączenie 86' względem środnika 72. Takie samo dociskające działanie nastąpi w gnieździe 78', które będzie trzymało krawędź 88 naciętego występu oporowego 87 w kształcie litery V, względem przedniej krawędzi otworu 79'.

W połączeniu 96, prostopadle obcięte końce teownika 70 kratownicowego i teownika 70' kratownicowego będą stykały się ze sobą, tak jak przedstawiono na fig. 3, w miejscu oznaczonym odnośnikiem 101. Zaciski 20, 20' rozciągają się wzdłuż obu stron końców belek 70 i 70' dla zapewnienia połączenia na zakładkę w połączeniu 96. Zaciski 20, 20' działają jako nakładki do pokrycia połączenia belek 70, 70' i są zabezpieczone do trzymania boków tak, żeby połączyć końce belek 70, 70' na styk.

Podczas złączania połączenia 96, przedni koniec zacisku 20 jest prowadzony, jak również pionowo powstrzymywany, jak pokazano to szczegółowo na fig. 3, przez zgrubienia 90' w środniku 72'. Dodatkowo, przedni koniec zacisku 20 jest powstrzymywany pionowo przez działanie występów 45 i 46, które wchodzą w otwór 79' w jego górnej i dolnej części. Przedni koniec zacisku 20 jest dociśnięty do środnika 72' tak, że przedni koniec zacisku 20 jest trzymany poprzecznie za pomocą zgrubień 90' zaś występy 45 i 46 są trzymane poprzecznie w otworze 79'. Gniazdo 78' posiada właściwość sprężystego działania, w celu osiągnięPL 207 466 B1 cia odpowiedniego docisku. Przednia krawędź gniazda jest rozszerzona na zewnątrz w miejscu oznaczonym odnośnikiem 97', by doprowadzić przeciwległy zacisk 20 do połączenia dociskowego.

Identyczne dociskające działanie następuje pomiędzy gniazdem 78 i zaciskiem 20'.

Belki, które będą powstrzymywane przed podłużnym rozłączeniem poprzez złączenie krawędzi 88' z przednią krawędzią otworu 79 i wycięcia 36, w jednym łączniku i przez złączenie krawędzi 88 z przednią krawędzią otworu 79' i wycięcia 36'.

Następne działanie prowadzące występuje podczas złączania połączenia 96. Występ oporowy 87' w kształcie litery V, wchodzi w zwężony ku tyłowi otwór 83 w wycięciu 80 w zacisku 20 i jest prowadzony do złączenia prowadzącego za pomocą skośnych zgrubień 90 do gniazda 78. Gdy krawędź 88' występu oporowego 87' w kształcie litery V, przechodzi przez otwór 79 i wycięcie 36 w kształcie litery D, zaś gniazdo 78 dociska krawędź 88' do złączenia z przednią krawędzią wycięcia 36 w kształcie litery D i przednią krawędzią otworu 79. Podobne działanie zachodzi w gnieździe 78'.

Gdy połączenie 96 znajduje się w tych warunkach połączenia, to występy 45 i 46 złączą ze sobą otwór 79' w jego górnej i dolnej części, a ponadto przednia część zacisku 20 będzie ułożona między zgrubieniami 90 i będzie powstrzymywana przed pionowym ruchem. Podobne złączenie zachodzi pomiędzy występami 45' i 46', zgrubieniami 90' i przednim końcem zacisku 20'.

Połączenie 96 może być rozłączone w sposób zilustrowany na fig. 6. Gniazda 78 i 78' są odciągnięte w kierunku pokazanym przez strzałki, przez wstawienie narzędzia z krawędzią, takiego jak na przykład śrubokręt i przez wygięcie i odkształcenie gniazd do przedstawionego położenia. Ponieważ metal środnika, z którego gniazda są uformowane, jest stosunkowo miękkim metalem, to gniazda pozostają w położeniu odkształconym. Łączniki 95 i 95' są teraz swobodne, by być rozłączone poprzecznie jeden od drugiego, jak przedstawiono za pomocą strzałek 98 i 99, powodując, że łączniki 95 i 95' mogą zostać rozłączone.

Łączniki 95 i 95' mogą być ponownie połączone, jeżeli jest to wymagane, przez odwrócenie kolejnych kroków rozłączania, jak określono powyżej, włączając dogięcie gniazd 78 i 78' z powrotem do ich pozycji zamkniętej.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Połączenie belek nośnych posiadające parę identycznych łączników, nadających się do utworzenia połączenia belek nośnych w kratownicę sufitową, znamienne tym, że łącznik (95) posiada koniec belki (70) z gniazdem (78) utworzonym blisko otworu (79), w środniku belki (70), ponadto posiada zacisk (20) przymocowany do końca belki (70) z przednim końcem (86), nadającym się do łączenia do gniazda (78') końca belki (70') w innej parze łączników (95, 95'), a także z krawędzią (88) w przednim końcu zacisku (20) nadającą się do wejścia w otwór (79') końca belki (70') w innej parze łączników (95, 95').
2. 2. Połączenie belek nośnych według zastrz. 1, znamienne tym, że krawędź (88) zacisku (20), nadaje się do wejścia w wycięcie (36') w zacisku (20'), które zrównane jest z otworem (79').
3. 3. Połączenie belek nośnych według zastrz. 1, znamienne tym, że końce belek nośnych (70, 70') przylegają do siebie, gdy tworzą połączenie (96).
4. 4. Połączenie belek nośnych według zastrz. 1, znamienne tym, że zgrubienia (90') na końcu belki (70') prowadzą zacisk (20) podczas, gdy łączniki (95, 95') są złączane, dla utworzenia połączenia (96) i ustalają zacisk (20) w gnieździe (79'), kiedy połączenie (96) jest złączone.
5. 5. Połączenie belek nośnych według zastrz. 1, znamienne tym, że występy (45, 46) znajdują się w otworze (79'), w jego górnej i dolnej części, w celu ustalenia położenia zacisku (20) w gnieździe (78).
6. 6. Połączenie belek nośnych według zastrz. 1, znamienne tym, że gniazdo (78) posiada przednią część (97), która służy do usztywnienia gniazda (78) i do prowadzenia przedniego końca (86') zacisku (20'), podczas złączania połączenia (96).
7. 7. Połączenie belek nośnych według zastrz. 1, znamienne tym, że belki (70, 70') nośne posiadają szwy (75, 75') w środnikach belek, zaś zaciski (20, 20') w łącznikach (95, 95') posiadają wycięcia zapewniające luz na szwach (75, 75').
8. 8. Połączenie belek nośnych według zastrz. 1, znamienne tym, że wycięcia (80, 80') posiadają zwężenia ku tyłowi otworów (83, 83'), które prowadzą występy oporowe (87, 87'), w kształcie litery V, na zaciskach (20, 20') do złączenia ze skośnymi zgrubieniami (90, 90') w gniazdach (78, 78').
9. 9. Połączenie belek nośnych według zastrz. 1, znamienne tym, że zaciski (20, 20') posiadają nacięte sprężyste zatrzaski (42, 42'), (43, 43'), które rozszerzają się w kierunku do tyłu zacisków (20, 20') i które są skierowane w kierunku końca belki (70, 70'), gdy przymocowane są do końca belki,

   PL 207 466 B1 gdzie zatrzaski (42, 42'), (43, 43') zapewniają efekt pochylenia, który prowadzi przedni koniec przeciwległego zacisku (21, 21') ponad krawędziami (81, 81'), (82, 82') końca belki (70, 70'), podczas złączania połączenia i mają swobodę wgłębienia, kiedy łączniki są całkowicie złączone.
10. 10. Połączenie belek nośnych według zastrz. 1 do 9, znamienne tym, że połączenie (96) jest zdolne do rozłączenia przez odkształcenie gniazd (78, 78') do otwartego położenia i rozsunięcia łączników (72, 72') na boki.
11. 11. Połączenie belek nośnych według zastrz. 1, znamienne tym, że końce belek (70, 70') są prostopadle obcięte i przylegają do siebie, w połączeniu.
12. 12. Połączenie belek nośnych według zastrz. 11, znamienne tym, że zacisk (20, 20') rozciąga się wzdłuż każdej ze stron końców belek (70, 70'), w celu zapewnienia połączenia na zakładkę w połączeniu (96).