RU211155U1

RU211155U1 - LIGHTWEIGHT Z-SHAPED BENCH MADE ON A 3D PRINTER

Info

Publication number: RU211155U1
Application number: RU2021125817U
Authority: RU
Inventors: Рустем Ханифович Мухаметрахимов; Лилия Валиевна Лукманова; Алина Даниловна Сафина
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2022-05-23

Abstract

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при изготовлении строительных изделий в виде малых архитектурных форм для благоустройства городских пространств – парков, скверов, улиц и т.д. Задачей полезной модели является создание облегченной конструкции скамейки со скрытым крепежом, не выступающим на лицевой поверхности продольных элементов сиденья, снижение коэффициента линейного теплового расширения продольных элементов сиденья, расширение номенклатуры возможных форм и размеров продольных элементов сиденья, улучшение формуемости смеси с обеспечением качественной лицевой поверхности за счет отсутствия крупного заполнителя, повышение жесткости, устойчивости скамейки за счет увеличенной площади опирания с основанием. Поставленная задача достигается тем, что скамейка, включающая сиденье из продольных элементов, установленных на жесткой раме в виде объемного элемента, включающего опоры и пространственный ригель, выполненного на 3D-принтере единым монолитным элементом, со сквозными установочными отверстиями для крепления продольных элементов сиденья, соединение продольных элементов сиденья и жесткой рамы осуществляется оцинкованными винтами и гайкой, отличающаяся тем, что жесткая рама выполнена Z-образной формы из мелкозернистого дисперсно-армированного бетона, продольные элементы сиденья выполнены из древесины с защитно-декоративным покрытием и содержат сквозные отверстия и цилиндрические углубления под головку винта, соединение продольных элементов сиденья и жесткой рамы осуществляется винтами с шестигранной головкой с заглушкой, при этом сквозные отверстия и цилиндрические углубления расположены по одной оси, диаметр цилиндрических углублений под головку винта превышает диметр сквозного отверстия. Технический результат полезной модели заключается в снижении массы конструкции скамейки, обеспечении невидимости крепежа, не выступающего на лицевой поверхности продольных элементов сиденья, снижении коэффициента линейного теплового расширения продольных элементов сиденья, расширении номенклатуры возможных форм и размеров продольных элементов сиденья, улучшении формуемости смеси с обеспечением качественной лицевой поверхности за счет отсутствия крупного заполнителя, повышении жесткости, устойчивости скамейки за счет увеличенной площади опирания с основанием. Таким образом, предложенное решение позволяет получить на строительном 3D-принтере облегченную конструкцию скамейки со скрытым крепежом низкой себестоимости.

The utility model relates to the field of construction and can be used in the manufacture of building products in the form of small architectural forms for the improvement of urban spaces - parks, squares, streets, etc. The objective of the utility model is to create a lightweight bench design with hidden fasteners that do not protrude on the front surface of the longitudinal elements of the seat, to reduce the coefficient of linear thermal expansion of the longitudinal elements of the seat, to expand the range of possible shapes and sizes of the longitudinal elements of the seat, to improve the formability of the mixture while providing a high-quality front surface due to the absence of large aggregates, increasing the rigidity and stability of the bench due to the increased support area with the base. The task is achieved by the fact that the bench, which includes a seat of longitudinal elements mounted on a rigid frame in the form of a three-dimensional element, including supports and a spatial crossbar, made on a 3D printer as a single monolithic element, with through mounting holes for attaching the longitudinal elements of the seat, the connection of the longitudinal elements of the seat and the rigid frame is carried out with galvanized screws and a nut, characterized in that the rigid frame is made of a Z-shaped form of fine-grained dispersed-reinforced concrete, the longitudinal elements of the seat are made of wood with a protective and decorative coating and contain through holes and cylindrical recesses for the screw head , the connection of the longitudinal elements of the seat and the rigid frame is carried out with hexagon head screws with a plug, while the through holes and cylindrical recesses are located along the same axis, the diameter of the cylindrical recesses for the screw head exceeds the diameter of the through hole. The technical result of the utility model is to reduce the mass of the bench structure, to ensure the invisibility of fasteners that do not protrude on the front surface of the longitudinal elements of the seat, to reduce the coefficient of linear thermal expansion of the longitudinal elements of the seat, to expand the range of possible shapes and sizes of the longitudinal elements of the seat, to improve the moldability of the mixture while providing high-quality front surface due to the absence of coarse filler, increased rigidity, stability of the bench due to the increased support area with the base. Thus, the proposed solution makes it possible to obtain a lightweight design of a bench with a low-cost hidden fastener on a construction 3D printer.

Description

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при изготовлении строительных изделий в виде малых архитектурных форм для благоустройства городских пространств – парков, скверов, улиц и т.д.The utility model relates to the field of construction and can be used in the manufacture of building products in the form of small architectural forms for the improvement of urban spaces - parks, squares, streets, etc.

Известна скамейка, содержащая планку для сиденья и ножки, содержащая расположенные под сиденьем и шарнирно связанные с ножками опоры, смонтированные с возможностью поворота на 90°, и съемные планки, закрепляемые на опорах посредством фиксаторов [1]. Недостаток известной конструкции состоит в трудоемкости ее изготовления и наличии большого числа составных элементов.Known bench containing a bar for the seat and legs containing located under the seat and pivotally connected to the legs of the support, mounted with the ability to rotate 90°, and removable straps, fixed on the supports by means of latches [1]. The disadvantage of the known design is the complexity of its manufacture and the presence of a large number of components.

Известна скамейка, включающая сиденье из продольных элементов, установленных на жесткой раме, закрепленной на боковых опорах, при этом рама выполнена из перфорированных поперечин и продольно установленных труб, снабженных на торцах цилиндрическими резьбовыми вставками, с замковыми крепежными элементами, а боковые опоры выполнены со сквозными установочными отверстиями [2]. Недостаток известной конструкции состоит в повышенном расходе материалов вследствие наличия большого числа составных элементов, трудоемкости ее изготовления вследствие наличия сварных и болтовых соединений составных элементов конструкции, пониженной трещиностойкости и ударной вязкости боковых опор из бетона вследствие отсутствия армирования, в невысокой архитектурной выразительности скамейки вследствие отсутствия криволинейных форм изделия.A well-known bench includes a seat of longitudinal elements mounted on a rigid frame fixed on the side supports, while the frame is made of perforated crossbars and longitudinally installed pipes, equipped with cylindrical threaded inserts at the ends, with locking fasteners, and the side supports are made with through mounting holes [2]. The disadvantage of the known design is the increased consumption of materials due to the presence of a large number of constituent elements, the complexity of its manufacture due to the presence of welded and bolted joints of the constituent structural elements, reduced crack resistance and impact strength of the side supports made of concrete due to the lack of reinforcement, in the low architectural expressiveness of the bench due to the absence of curvilinear forms products.

Ближайшим аналогом к заявленной полезной модели является скамейка, включающая сиденье из продольных элементов, установленных на жесткой раме, которая выполнена в виде объемного элемента, включающего опоры и пространственный ригель со сквозными установочными отверстиями для крепления продольных элементов сиденья, при этом жесткая рама выполнена на 3D-принтере единым монолитным фибробетонным элементом С-образной формы, продольные элементы сиденья выполнены из древесно-полимерного композита, соединение продольных элементов сиденья и жесткой рамы осуществляется оцинкованными винтами с гладкой головкой и квадратным подголовником и гайкой [3]. Недостаток известной конструкции состоит в ее высокой массе вследствие выполнения жесткой рамы скамейки из фибробетона, наличии видимого крепежа, выступающего на лицевой поверхности продольных элементов сиденья, применении древесно-полимерного композита с высоким коэффициентом линейного теплового расширения, ограниченности форм и размеров продольных элементов сиденья ввиду ограниченной номенклатуры производимых изделий из древесно-полимерных композитов, высокой себестоимости изделия вследствие применения дорогостоящего древесно-полимерного композита, ухудшении формуемости смеси за счет наличия крупного заполнителя, приводящего к некачественной лицевой поверхности изделия, невысокой жесткости, устойчивости скамейки за счет недостаточной площади ее опирания с основанием.The closest analogue to the claimed utility model is a bench, including a seat of longitudinal elements mounted on a rigid frame, which is made in the form of a three-dimensional element, including supports and a spatial crossbar with through mounting holes for attaching the longitudinal elements of the seat, while the rigid frame is made on a 3D- the printer is a single monolithic C-shaped fiber-reinforced concrete element, the longitudinal elements of the seat are made of wood-polymer composite, the connection of the longitudinal elements of the seat and the rigid frame is carried out by galvanized screws with a smooth head and a square headrest and a nut [3]. The disadvantage of the known design is its high weight due to the rigid frame of the bench made of fiber-reinforced concrete, the presence of visible fasteners protruding on the front surface of the longitudinal elements of the seat, the use of a wood-polymer composite with a high coefficient of linear thermal expansion, the limited shape and size of the longitudinal elements of the seat due to the limited range products made from wood-polymer composites, high cost of the product due to the use of an expensive wood-polymer composite, deterioration in the formability of the mixture due to the presence of large filler, leading to a poor-quality front surface of the product, low rigidity, stability of the bench due to the insufficient area of its support with the base.

Задачей полезной модели является создание облегченной конструкции скамейки со скрытым крепежом, не выступающим на лицевой поверхности продольных элементов сиденья, снижение коэффициента линейного теплового расширения продольных элементов сиденья, расширение номенклатуры возможных форм и размеров продольных элементов сиденья, улучшение формуемости смеси с обеспечением качественной лицевой поверхности за счет отсутствия крупного заполнителя, повышение жесткости, устойчивости скамейки за счет увеличенной площади опирания с основанием.The objective of the utility model is to create a lightweight bench design with hidden fasteners that do not protrude on the front surface of the longitudinal elements of the seat, to reduce the coefficient of linear thermal expansion of the longitudinal elements of the seat, to expand the range of possible shapes and sizes of the longitudinal elements of the seat, to improve the formability of the mixture while providing a high-quality front surface due to the absence of large aggregates, increasing the rigidity and stability of the bench due to the increased support area with the base.

Поставленная задача достигается тем, что скамейка, включающая сиденье из продольных элементов, установленных на жесткой раме в виде объемного элемента, включающего опоры и пространственный ригель, выполненного на 3D-принтере единым монолитным элементом, со сквозными установочными отверстиями для крепления продольных элементов сиденья, соединение продольных элементов сиденья и жесткой рамы осуществляется оцинкованными винтами и гайкой, отличающаяся тем, что жесткая рама выполнена Z-образной формы из мелкозернистого дисперсно-армированного бетона, продольные элементы сиденья выполнены из древесины с защитно-декоративным покрытием и содержат сквозные отверстия и цилиндрические углубления под головку винта, соединение продольных элементов сиденья и жесткой рамы осуществляется винтами с шестигранной головкой с заглушкой, при этом сквозные отверстия и цилиндрические углубления расположены по одной оси, диаметр цилиндрических углублений под головку винта превышает диметр сквозного отверстия.The task is achieved by the fact that the bench, which includes a seat of longitudinal elements mounted on a rigid frame in the form of a three-dimensional element, including supports and a spatial crossbar, made on a 3D printer as a single monolithic element, with through mounting holes for attaching the longitudinal elements of the seat, the connection of the longitudinal elements of the seat and the rigid frame is carried out with galvanized screws and a nut, characterized in that the rigid frame is made of a Z-shaped form of fine-grained dispersed-reinforced concrete, the longitudinal elements of the seat are made of wood with a protective and decorative coating and contain through holes and cylindrical recesses for the screw head , the connection of the longitudinal elements of the seat and the rigid frame is carried out with hexagon head screws with a plug, while the through holes and cylindrical recesses are located along the same axis, the diameter of the cylindrical recesses for the screw head exceeds the diameter of the through hole.

На фиг. 1 приведен общий вид скамейки; на фиг. 2 – узел 1; на фиг. 3 – вид скамейки сверху.In FIG. 1 shows a general view of the bench; in fig. 2 - node 1; in fig. 3 - view of the bench from above.

Скамейка изготавливается следующим образом.The bench is made as follows.

Жесткая рама в виде объемного элемента, включающая опоры 1 и пространственный ригель 2, изготавливается единым монолитным элементом Z-образной формы методом послойного экструдирования (3D-печати) из мелкозернистого дисперсно-армированного бетона на строительном 3D-принтере (например, «АМТ» S-6044 компании ООО «СПЕЦАВИА») в соответствии с трехмерной цифровой моделью в положении перпендикулярном ее проектному положению.A rigid frame in the form of a three-dimensional element, including supports 1 and a spatial crossbar 2, is made as a single monolithic Z-shaped element by layer-by-layer extrusion (3D printing) from fine-grained dispersed-reinforced concrete on a construction 3D printer (for example, AMT S- 6044 of SPETSAVIA LLC) in accordance with a three-dimensional digital model in a position perpendicular to its design position.

В теле пространственного ригеля 2 для крепления продольных элементов сиденья 3 выполняются сквозные установочные отверстия 4. Продольные элементы сиденья 3 из древесины с защитно-декоративным покрытием со сквозными отверстиями 5 и цилиндрическими углублениями 6 под головку винта, расположенные по одной оси, устанавливаются на пространственном ригеле 2 при помощи оцинкованных винтов с шестигранной головкой и гайкой 7 с заглушкой 8. Диаметр цилиндрических углублений 6 под головку винта 7 превышает диметр сквозного отверстия 5.In the body of the spatial crossbar 2 for fastening the longitudinal elements of the seat 3 through mounting holes 4 are made. using galvanized screws with a hexagonal head and a nut 7 with a plug 8. The diameter of the cylindrical recesses 6 for the head of the screw 7 exceeds the diameter of the through hole 5.

Применение мелкозернистого дисперсно-армированного бетона при изготовлении жесткой рамы позволить улучшить формуемость смеси и обеспечить качественную лицевую поверхность за счет отсутствия крупного заполнителя.The use of fine-grained dispersed-reinforced concrete in the manufacture of a rigid frame will improve the formability of the mixture and provide a high-quality front surface due to the absence of large aggregates.

Z-образная форма жесткой рамы позволит повысить жесткость, устойчивость скамейки за счет увеличенной площади опирания с основанием и придать изделию архитектурную выразительность.The Z-shaped rigid frame will increase the rigidity and stability of the bench due to the increased support area with the base and give the product architectural expressiveness.

Применение оцинкованных винтов с шестигранной головкой и гайкой 7 с заглушкой 8 при соединении пространственного ригеля 2 с продольными элементами сиденья 3 в конструкции скамейки позволит обеспечить невидимость крепежа на лицевой поверхности продольных элементов сиденья 3.The use of galvanized screws with a hexagonal head and a nut 7 with a plug 8 when connecting the spatial crossbar 2 with the longitudinal elements of the seat 3 in the design of the bench will ensure the invisibility of the fasteners on the front surface of the longitudinal elements of the seat 3.

Выполнение продольных элементов сиденья 3 из древесины с защитно-декоративным покрытием позволит снизить коэффициент линейного теплового расширения продольных элементов сиденья и расширить номенклатуру возможных форм и размеров продольных элементов сиденья 3.The execution of the longitudinal elements of the seat 3 from wood with a protective and decorative coating will reduce the coefficient of linear thermal expansion of the longitudinal elements of the seat and expand the range of possible shapes and sizes of the longitudinal elements of the seat 3.

Технический результат полезной модели заключается в снижении массы конструкции скамейки, обеспечении невидимости крепежа, не выступающего на лицевой поверхности продольных элементов сиденья, снижении коэффициента линейного теплового расширения продольных элементов сиденья, расширении номенклатуры возможных форм и размеров продольных элементов сиденья, улучшении формуемости смеси с обеспечением качественной лицевой поверхности за счет отсутствия крупного заполнителя, повышении жесткости, устойчивости скамейки за счет увеличенной площади опирания с основанием.The technical result of the utility model is to reduce the mass of the bench structure, to ensure the invisibility of fasteners that do not protrude on the front surface of the longitudinal elements of the seat, to reduce the coefficient of linear thermal expansion of the longitudinal elements of the seat, to expand the range of possible shapes and sizes of the longitudinal elements of the seat, to improve the moldability of the mixture while providing high-quality front surface due to the absence of coarse filler, increased rigidity, stability of the bench due to the increased support area with the base.

Таким образом, предложенное решение позволяет получить на строительном 3D-принтере облегченную конструкцию скамейки со скрытым крепежом низкой себестоимости.Thus, the proposed solution makes it possible to obtain a lightweight design of a bench with a low-cost hidden fastener on a construction 3D printer.

Источники информацииSources of information

1.А.С. СССР 353712, А47С 11/0, Скамейка, Злотников К.Г., Ясногородский Е.И., заяв. 21.01.1970, опубл. 09.10.1972, бюл. №30.1.A.S. USSR 353712, A47S 11/0, Bench, Zlotnikov K.G., Yasnogorodsky E.I., App. 01/21/1970, publ. 09.10.1972, bul. No. 30.

2. А.С. 48 725, А47С 11/00, Скамейка, Вопилов Е.А., патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Гранком»., заяв. 15.06.2005, опубл. 10.11.2005, бюл. №31.2. A.S. 48 725, А47С 11/00, Bench, Vopilov E.A., patentee Limited Liability Company "Grankom"., App. 06/15/2005, publ. November 10, 2005, bul. No. 31.

3. Патент, RU 2 199 530, A47C 11/00, B33Y 80/00, Скамейка С-образной формы, изготовленная на 3D-принтере, Мухаметрахимов Р.Х., Лукманова Л.В., патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный архитектурно-строительный университет»., заяв. 11.03.2020, опубл. 07.09.2020, бюл. №25.3. Patent, RU 2 199 530, A47C 11/00, B33Y 80/00, C-shaped bench made on a 3D printer, Mukhametrakhimov R.Kh., Lukmanova L.V., patentee Federal State Budgetary Educational Institution of Higher education "Kazan State University of Architecture and Civil Engineering". 03/11/2020, publ. 07.09.2020, bul. No. 25.

Claims

Bench, including a seat made of longitudinal elements mounted on a rigid frame in the form of a three-dimensional element, including supports and a spatial crossbar, made on a 3D printer as a single monolithic element, with through mounting holes for fixing the longitudinal elements of the seat, the connection of the longitudinal elements of the seat and the rigid frame is carried out galvanized screws and a nut, characterized in that the rigid frame is made of a Z-shaped form of fine-grained dispersion-reinforced concrete, the longitudinal elements of the seat are made of wood with a protective and decorative coating and contain through holes and cylindrical recesses for the screw head, the connection of the longitudinal elements of the seat and of a rigid frame is carried out by screws with a hexagonal head with a plug, while the through holes and cylindrical recesses are located along the same axis, the diameter of the cylindrical recesses for the screw head exceeds the diameter of the through hole.