PL245904B1

PL245904B1 - Sposób łączenia elementów w konstrukcję stalową, zwłaszcza wkładów kominkowych i struktura połączenia elementów konstrukcji stalowej, zwłaszcza konstrukcji wkładów kominkowych

Info

Publication number: PL245904B1
Application number: PL442897A
Authority: PL
Inventors: Łukasz Hajduk
Original assignee: Hajduk Lukasz P P H U Termluk
Priority date: 2022-11-22
Filing date: 2022-11-22
Publication date: 2024-10-28
Also published as: PL442897A1; WO2024112217A1

Abstract

W sposobie łączenia elementów w konstrukcję stalową w materiale łączonych elementów składowych (1), przylegających do siebie w konstrukcji finalnej, formuje się części męskie zamka (M) i części żeńskie zamka (Z) tak, aby w ostatecznym, wzajemnym położeniu łączonych elementów składowych (1) zajmowanym w konstrukcji finalnej, część męską zamka (M) jednego z łączonych elementach składowych (1) dokładnie była spasowana z częścią żeńską zamka (Z) łączonego z nim kolejnego elementu składowego (1). Następnie łączone elementy składowe (1) przemieszcza się względem siebie do momentu, w którym każda część męska zamka (M) zostanie umieszczona w przeznaczonej dla niej części żeńskiej zamka (Z). W części męskie zamka (M) oraz w odpowiadające im części żeńskie zamka (Z) wprowadza się element złączny, a między fragmentami powierzchni łączonych elementów składowych (1) i elementów złącznych wywołuje się za pomocą dowolnych środków technicznych siłę tarcia odpowiednią dla uzyskania zacisku końcowego, gwarantującego wymaganą trwałość konstrukcji finalnej, stosując w tym celu nity lub różnego rodzaju gwintowane elementy złączne.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób łączenia elementów w konstrukcję stalową, zwłaszcza wkładów kominkowych i struktura połączenia elementów konstrukcji stalowej, zwłaszcza konstrukcji wkładów kominkowych.

Znany jest sposób łączenia elementów w konstrukcję stalową w tym również wkładów kominkowych, w którym w pierwszej operacji łączy się ze sobą poszczególne elementy konstrukcyjne za pomocą spoin sczepnych, a w kolejnej operacji elementy te spawa się w sposób ciągły a tym samym w materiał łączonych elementów składowych wprowadza spoiny stanowiące elementy złączne. W sposobie tym zabiegi ustalania właściwych wymiarów i kątów w trakcie sczepiania są bardzo pracochłonne i wymagają od realizujących je pracowników operacje wysokich kwalifikacji, najczęściej potwierdzonych uprawnieniami spawalniczymi.

Znany jest sposób łączenia elementów w konstrukcję stalową w tym również wkładów kominkowych, w którym montuje się wstępnie elementy konstrukcji w specjalnie do tego przewidzianym przyrządzie, a następnie spawa się w konstrukcję w sposób ciągły ręcznie lub w sposób zrobotyzowany. Tego rodzaju sposób wymaga odpowiedniego przyrządu, którego wykonanie jest kosztowne, a przy dużej zmienności produkcji ilość przyrządów jak i ich magazynowanie, walidacja i utrzymanie w sposób istotny podwyższają koszty jego eksploatacji, a tym samym koszty produkcji określonej konstrukcji stalowej. Stosowanie przyrządów spawalniczych wydłuża czasy przygotowawczo-zakończeniowe, co sprawia, że przy dużej zmienności produkcji takie podejście również podwyższa koszty produkcji realizowanej na nim konstrukcji stalowej.

Znane są konstrukcje połączeń elementów stalowych, w których elementami łączącymi są różnego rodzaju spoiny spawane.

Znane są konstrukcje połączeń elementów stalowych, w których elementami łączącymi są różnego rodzaju nity gwintowane elementy złączne jak wkręty czy śruby z nakrętkami.

Niektóre rozdaje znanych połączeń wymagają, wcześniejszego specjalnego przygotowania na przykład zukosowania przylegających do siebie krawędzi łączonych elementów, dodatkowego zagięcia materiału w miejscach przylegających do siebie powierzchni łączonych elementów lub zakładek z materiału jednego z łączonych ze sobą elementów czy też dodatkowych podkładek.

Celem wynalazku są rozwiązania pozwalające na wyeliminowanie opisanych niedogodności i poprawy funkcjonowania znanych rozwiązań, które pozwoli na obniżenie kosztów produkcji konstrukcji stalowej, zwłaszcza wkładów kominkowych.

Celem wynalazku są rozwiązania, które pozwolą na uproszczenie procesu łączenia elementów składowych konstrukcji stalowej, zwłaszcza wkładów kominkowych, korzystnie do stopnia dającego możliwość przeniesienia procesu samego składania takich konstrukcji z zakładu produkcyjnego na klienta końcowego w taki sposób, że klient otrzymuje odpowiednio przygotowane elementy konstrukcji, a ich połączenia wykonuje własnoręcznie na przykład u siebie w domu.

Istota sposobu łączenia elementów w konstrukcję stalową, zwłaszcza wkładów kominkowych, w którym zgodnie z wynalazkiem dwa, przylegające do siebie w konstrukcji, łączone elementy składowe przemieszcza się względem siebie do momentu uzyskania ich wzajemnego zorientowania, które dokładnie odpowiada ostatecznemu, wzajemnemu położeniu łączonych elementów składowych w konstrukcji finalnej, po czym łączone elementy składowe wstępnie unieruchamia się wzajemnie, natomiast w materiał łączonych elementów składowych wprowadza elementy złączne, charakteryzuje się tym, że w materiale przylegających do siebie w konstrukcji finalnej, łączonych elementów składowych formuje się część męską zamka i część żeńską zamka tak aby w ostatecznym, wzajemnym położeniu łączonych elementów składowych zajmowanym w konstrukcji finalnej, część męską zamka jednego z łączonych elementach składowych dokładnie była spasowana z częścią żeńską zamka łączonego z nim kolejnego elementu składowego, następnie łączone elementy składowe przemieszcza się względem siebie do momentu, w którym każda część męską zamka zostanie umieszczona w części żeńskiej zamka, po czym w część męską zamka oraz w odpowiadającą mu część żeńską zamka wprowadza się element złączny a między fragmentami powierzchni łączonych elementów składowych i elementu złącznego wywołuje się za pomocą dowolnych środków technicznych siłę tarcia odpowiednią dla uzyskania zacisku końcowego, gwarantującego wymaganą trwałość konstrukcji finalnej. Według innej, korzystnej cechy wynalazku jako element złączny stosuje się nit. Według kolejnej, korzystnej cechy wynalazku jako element złączny stosuje się wkręt. Według następnej, korzystnej cechy wynalazku jako element złączny stosuje się śrubę z nakrętką.

Istota struktury połączenia elementów konstrukcji stalowej, zwłaszcza konstrukcji wkładów kominkowych, która zgodnie z wynalazkiem zawiera co najmniej dwa, przylegające do siebie w konstrukcji finalnej, łączone elementy składowe oraz elementy złączne, charakteryzuje się tym, że w materiale przylegających do siebie w konstrukcji finalnej, łączonych elementów składowych uformowane są część męska zamka i część żeńska zamka tak aby w wzajemnym położeniu łączonych elementów składowych zajmowanym w konstrukcji finalnej, część męska zamka jednego z łączonych elementach składowych jest dokładnie spasowana z częścią żeńską zamka łączonego z nim kolejnego elementu składowego, przy czym każda część męska zamka znajduje się w części żeńskiej zamka, ponadto w części męskiej zamka oraz w odpowiadającej jej części żeńskiej zamka znajdują się fragmenty powierzchni elementu złącznego. Według innej, istotnej cechy wynalazku elementem złącznym jest nit. Według kolejnej, istotnej cechy wynalazku elementem złącznym jest wkręt. Według następnej, istotnej cechy wynalazku elementem złącznym jest śruba z nakrętką.

Korzystnymi skutkami stosowania wynalazku są

- możliwość odstąpienia od wymogu wysokich kwalifikacji, w odniesieniu do osób wykonujących połączenia elementów konstrukcji stalowej,

- przyśpieszenie wykonywania konstrukcji z uwagi na okoliczność, że operacja nitowania często jest procesem szybszym od operacji sczepiania,

- wyeliminowanie potrzeby stosowania odpowiednich przyrządów spawalniczych,

- kąty i wymiary zespołu nitowanego wynikają z konstrukcji,

- podczas nitowania nie ma wpływu ciepła (elementy nitowane nie deformują się), deformacja występuje podczas sczepiania,

- nitowanie nie ogranicza swobody manewrowania zespołem, podczas gdy spawanie w przyrządzie ogranicza,

- nitowanie jest procesem czystszym (brak zadymienia, pyłów i odprysków) w stosunku do sczepiania, - nitowanie jest procesem mniej energochłonnym w porównaniu do sczepiania (mniejsze zużycie energii elektrycznej),

- nitowane nie emituje do atmosfery gazów spawalniczych,

- możliwość wyeliminowania spawaczy uczestniczących w procesie, pod warunkiem zastosowania robota do operacji właściwego spawania,

- możliwość całkowitego wyeliminowania spawaczy z procesu produkcji,

- większa elastyczność stanowiska zrobotyzowanego do właściwego spawania,

- obniżenie kosztów produkcji poprzez możliwość produkcji samych komponentów, a pozostawienie składania zespołów klientom,

- samodzielny montaż przez klienta daje mu satysfakcję wykonania złożenia samodzielnie.

Wynalazek zostanie bliżej przedstawiony za pomocą przykładowych realizacji wynalazku zilustrowanych rysunkiem, na którym Fig. 1 stanowi wizualizację aksonometrycznego widoku skorupy wkładu kominkowego, Fig. 2a i Fig. 2b wizualizację widoku struktury połączenia elementów składowych według jednej z możliwych realizacji wynalazku, natomiast Fig. 3a i Fig. 3b wizualizację widoku struktury połączenia elementów składowych według innej z możliwych realizacji wynalazku.

Przykład 1

W sposobie łączenia elementów w konstrukcję stalową, zgodnie z przykładową realizacją wynalazku, w materiale łączonych elementów składowych 1, przylegających do siebie w konstrukcji finalnej, formuje się części męskie zamka M i części żeńskie zamka Z tak aby w ostatecznym, wzajemnym położeniu łączonych elementów składowych 1 zajmowanym w konstrukcji finalnej, część męską zamka M jednego z łączonych elementach składowych 1 dokładnie była spasowana z częścią żeńską zamka Z łączonego z nim kolejnego elementu składowego 1. Następnie łączone elementy składowe 1 przemieszcza się względem siebie do momentu, w którym każda część męską zamka M zostanie umieszczona w przeznaczonej dla niej części żeńskiej zamka Z. W części męskie zamka M oraz w odpowiadające im części żeńskie zamka Z wprowadza się element złączny 2 a między fragmentami powierzchni łączonych elementów składowych 1 i elementów złącznych 2 wywołuje się za pomocą dowolnych środków technicznych siłę tarcia odpowiednią dla uzyskania zacisku końcowego, gwarantującego wymaganą trwałość konstrukcji finalnej. W przypadkach gdy jako element złączny stosuje się nit środków technicznych siłą tarcia odpowiednią dla uzyskania zacisku końcowego jest narzędzie nitujące. W przypadkach gdy jako element złączny stosuje się wkręt środków technicznych siłą tarcia odpowiednią dla uzyskania zacisku końcowego jest narzędzie wkręcające. W przypadkach gdy jako element złączny stosuje się śrubę z nakrętką środ ków technicznych siłę tarcia odpowiednią dla uzyskania zacisku końcowego jest klucz maszynowy. W operacji formowania części męskich zamka M i części żeńskich zamka Z stosuje się obrabiarkę CNC.

Przykład 2

Struktura połączenia elementów konstrukcji stalowej, według przykładowej realizacji wynalazku, zawiera dwa przylegające do siebie w konstrukcji finalnej, łączone elementy składowe 1 oraz elementy złączne 2. W materiale przylegających do siebie w konstrukcji finalnej, łączonych elementów składowych 1 uformowane są części męskie zamka M i odpowiadające im liczbą i położeniem łączonych elementów składowych 1 części żeńskie zamka Z. W wzajemnym położeniu łączonych elementów składowych 1 zajmowanym w konstrukcji finalnej, część męska zamka M jednego z łączonych elementach składowych 1 jest dokładnie spasowana z częścią żeńską zamka Z łączonego z nim kolejnego elementu składowego 1. Każda część męska zamka M znajduje się w części żeńskiej zamka Z, ponadto w części męskiej zamka M oraz w odpowiadającej jej części żeńskiej zamka Z znajdują się fragmenty powierzchni elementu złącznego 2. Elementami złącznymi 2 są nity. W innych rozwiązaniach połączeń łączonych elementów składowych 1 elementami złącznymi 2 mogą być wkręty lub śruby z nakrętkami.

Przedmiot wynalazku może być zastosowany również w dowolnej konstrukcji spawanej gdzie łączy się minimum dwa elementy, wówczas korzystnie jest gdy części męskie zamka M i części żeńskie zamka Z są rozmieszczone w miejscach, które w przybliżeniu odzwierciedlają miejsca punktowych spoin sczepnych.

W produkcji wielkoseryjnej, gdzie między innymi stosowane jest spawanie spoinami ciągłymi z ekonomicznego punktu widzenia połączenia według wynalazku są wyjątkowo efektywną alternatywą spoin sczepnych.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób łączenia elementów w konstrukcję stalową, zwłaszcza wkładów kominkowych, w którym dwa, przylegające do siebie w konstrukcji, łączone elementy składowe przemieszcza się względem siebie do momentu uzyskania ich wzajemnego zorientowania, które dokładnie odpowiada ostatecznemu, wzajemnemu położeniu łączonych elementów składowych w konstrukcji finalnej, po czym łączone elementy składowe wstępnie unieruchamia się wzajemnie, natomiast w materiał łączonych elementów składowych wprowadza elementy złączne, znamienny tym, że w materiale przylegających do siebie w konstrukcji finalnej, łączonych elementów składowych (1) formuje się część męską zamka (M) i część żeńską zamka (Z) tak aby w ostatecznym, wzajemnym położeniu łączonych elementów składowyc h (1) zajmowanym w konstrukcji finalnej, część męską zamka (M) jednego z łączonych elementach składowych (1) dokładnie była spasowana z częścią żeńską zamka (Z) łączonego z nim kolejnego elementu składowego (1), następnie łączone elementy składowe (1) przemieszcza się względem siebie do momentu, w którym każda część męską zamka (M) zostanie umieszczona w części żeńskiej zamka (Z), po czym w część męską zamka (M) oraz w odpowiadającą mu część żeńską zamka (Z) wprowadza się element złączny (2) a między fragmentami powierzchni łączonych elementów składowych (1) i elementu złącznego (2) wywołuje się za pomocą dowolnych środków technicznych siłę tarcia odpowiednią dla uzyskania zacisku końcowego, gwarantującego wymaganą trwałość konstrukcji finalnej.
2. Sposób łączenia elementów w konstrukcję stalową, według zastrz. 1, znamienny tym, że jako element złączny (2) stosuje się nit.
3. Sposób łączenia elementów w konstrukcję stalową, według zastrz. 1, znamienny tym, że jako element złączny (2) stosuje się wkręt.
4. Sposób łączenia elementów w konstrukcję stalową, według zastrz. 1, znamienny tym, że jako element złączny (2) stosuje się śrubę z nakrętką.
5. Struktura połączenia elementów konstrukcji stalowej, zwłaszcza konstrukcji wkładów kominkowych, zawierająca co najmniej dwa, przylegające do siebie w konstrukcji finalnej, łączone elementy składowe oraz elementy złączne, znamienny tym, że w materiale przylegających do siebie w konstrukcji finalnej, łączonych elementów składowych (1) uformowane są część męska zamka (M) i część żeńska zamka (Z) tak aby w wzajemnym położeniu łączonych elementów składowych (1) zajmowanym w konstrukcji finalnej, część męska zamka (M) jednego z łączonych elementach składowych (1) jest dokładnie spasowana z częścią żeńską zamka (Z) łączonego z nim kolejnego elementu składowego (1), przy czym każda część męska zamka (M) znajduje się w części żeńskiej zamka (Z), ponadto w części męskiej zamka (M) oraz w odpowiadającej jej części żeńskiej zamka (Z) znajdują się fragmenty powierzchni elementu złącznego (2).
6. Struktura połączenia elementów konstrukcji stalowej, według zastrz. 5, znamienny tym, że elementem złącznym (2) jest nit.
7. Struktura połączenia elementów konstrukcji stalowej, według zastrz. 5, znamienny tym, że elementem złącznym (2) jest wkręt.
8. Struktura połączenia elementów konstrukcji stalowej, według zastrz. 5, znamienny tym, że elementem złącznym (2) jest śruba z nakrętką.