RU2336404C1 - Reinforcement for hollow plastic window, door or similar enclosing frame elements - Google Patents
Reinforcement for hollow plastic window, door or similar enclosing frame elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2336404C1 RU2336404C1 RU2007102164/03A RU2007102164A RU2336404C1 RU 2336404 C1 RU2336404 C1 RU 2336404C1 RU 2007102164/03 A RU2007102164/03 A RU 2007102164/03A RU 2007102164 A RU2007102164 A RU 2007102164A RU 2336404 C1 RU2336404 C1 RU 2336404C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- profile
- amplifier according
- fibers
- surface layer
- composite material
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Woven Fabrics (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и может быть использовано в конструкциях окон, дверей, теплиц, оранжерей, витрин, зимних садов, разделительных перегородок и т.п., выполненных из полых пластмассовых ограждающих рамных элементов (ОРЭ) с усилителями из композиционных материалов.The invention relates to construction and can be used in the construction of windows, doors, greenhouses, greenhouses, shop windows, winter gardens, dividing walls, etc., made of hollow plastic enclosing frame elements (WEM) with amplifiers made of composite materials.
Известно, что из-за недостаточной прочности и жесткости пластмассовые, например поливинилхлоридные, ОРЭ снабжают вставляемыми внутрь специальными упрочняющими элементами - усилителями, выполняемыми в виде профиля из высокопрочных композиционных материалов или металлов.It is known that, due to insufficient strength and stiffness, plastic, for example polyvinyl chloride, WEMs are equipped with special reinforcing elements inserted inside — amplifiers made in the form of a profile of high-strength composite materials or metals.
Широко применяемые металлические усилители (RU 2216631 С1, МПК 7 Е06В 3/22, опубл. 20.11.2003, бюл. №32; RU 2247208 C2, МПК 7 Е06В 3/22, опубл. 27.02.2005) разрушаются вследствие коррозии под действием конденсата, скапливающегося в пластмассовых элементах, нарушают целостность стенок пластмассовых элементов из-за большего по сравнению с пластмассой коэффициента линейного расширения. Ввиду высокой теплопроводности металла, по сравнению с пластмассой, металлические усилители являются проводниками холода в рамных конструкциях, что значительно снижает эффективность конструкций в целом, особенно для районов с низкими зимними температурами.Widely used metal amplifiers (RU 2216631 C1, IPC 7 Е06В 3/22, publ. 11/20/2003, bull. No. 32; RU 2247208 C2, IPC 7 Е06В 3/22, publ. 02/27/2005) are destroyed due to corrosion by condensate accumulating in the plastic elements violate the integrity of the walls of the plastic elements due to the greater linear expansion coefficient compared to plastic. Due to the high thermal conductivity of metal, compared to plastic, metal amplifiers are cold conductors in frame structures, which significantly reduces the efficiency of structures as a whole, especially for areas with low winter temperatures.
Конкуренцию металлическим усилителям составляют усилители из композиционных материалов. Они устойчивы к действию агрессивных сред, воды, к температурным колебаниям, их теплопроводность гораздо ниже металлических, а использование пултрузионного производства позволяет получать непрерывные профили различной конфигурации.The competition for metal amplifiers is made of composite materials amplifiers. They are resistant to aggressive environments, water, temperature fluctuations, their thermal conductivity is much lower than metal, and the use of pultruded production allows you to get continuous profiles of various configurations.
В настоящее время в разработках усилителей из композиционных материалов, выполняемых в виде пултрузионных профилей, появилась необходимость универсализации конструкций и оптимизации их параметров.Currently, in the development of amplifiers made of composite materials, performed in the form of pultruded profiles, there is a need for universalization of structures and optimization of their parameters.
Известные на данный момент усилители из композиционных материалов, как правило, рассчитаны на более или менее частные условия работы, что и находит отражение в их конструкциях.Currently known amplifiers made of composite materials, as a rule, are designed for more or less private working conditions, which is reflected in their designs.
Стремление создавать тонкостенные конструкции усилителей с развитой поверхностью без учета оптимального соотношения параметров по жесткости и прочности в разных частях профиля приводит к излишней жесткости при недостаточной прочности в одной части профиля и к излишней прочности при недостаточной жесткости в другой. Надежность подобных конструкций усилителей сомнительна.The desire to create thin-walled constructions of amplifiers with a developed surface without taking into account the optimal ratio of parameters for stiffness and strength in different parts of the profile leads to excessive rigidity with insufficient strength in one part of the profile and to excessive strength with insufficient rigidity in the other. The reliability of such amplifier designs is doubtful.
К таким усилителям относится известный усилитель в виде профиля, полученного способом термопротяжки через фильерное устройство, выполненный из стеклопластика (композиционного материала на основе стеклянных волокон, скрепленных полимерным связующим) (RU 2164993 С2, МПК 7 Е06В 3/20, опубл. 10.04.2001).Such amplifiers include a well-known amplifier in the form of a profile obtained by thermal drawing through a spinneret device made of fiberglass (a composite material based on glass fibers bonded with a polymer binder) (RU 2164993 C2, IPC 7 Е06В 3/20, publ. 10.04.2001) .
Прочность и жесткость профиля известного усилителя не оптимизированы и, следовательно, могут быть занижены в наиболее нагруженных частях профиля, что крайне нежелательно. Форма профиля также произвольна, а выбор армирующих волокон ограничен стеклянными волокнами, что не всегда эффективно.The strength and rigidity of the profile of the known amplifier is not optimized and, therefore, can be underestimated in the most loaded parts of the profile, which is extremely undesirable. The shape of the profile is also arbitrary, and the choice of reinforcing fibers is limited to glass fibers, which is not always effective.
Известен усилитель для полых пластмассовых оконных ОРЭ, выполненный также из стеклопластика в виде пултрузионного профиля, состоящего из несущей части, имеющей, при необходимости, высокопрочную металлическую вставку, и установочной части с местными выступами и, при необходимости, с периферийным слоем из системы переплетающихся и/или пересекающихся нитей, в частности из ткани (ЕР 1043472 B1, МПК 7 Е06В 3/22, опубл. 13.10.2004).The known amplifier for hollow plastic windowed WEMs, also made of fiberglass in the form of a pultruded profile, consisting of a supporting part, having, if necessary, a high-strength metal insert, and an installation part with local protrusions and, if necessary, with a peripheral layer from the system of interwoven and / or intersecting threads, in particular from fabric (EP 1043472 B1, IPC 7
Конструкция известного усилителя создана без учета соотношения между жесткостью и прочностью несущей части и жесткостью и прочностью установочной части, форма ограничена одним вариантом, а структура композиционного материала не уточнена. Все это говорит о недостаточной надежности усилителя.The design of the known amplifier was created without taking into account the relationship between the rigidity and strength of the bearing part and the rigidity and strength of the mounting part, the shape is limited to one option, and the structure of the composite material is not specified. All this indicates the lack of reliability of the amplifier.
Усилитель по патенту ЕР 1043472 является наиболее близким аналогом и выбран в качестве прототипа.The amplifier according to the patent EP 1043472 is the closest analogue and is selected as a prototype.
Техническая задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в создании такой конструкции усилителя из композиционного материала на основе искусственного волокна и полимерного связующего, жесткость и прочность более нагруженной части которой были бы соотнесены с жесткостью и прочностью менее нагруженной части и тем самым оптимизированы для любой (из предложенных) конфигураций профиля за счет выбора соответствующей структуры композиционного материала.The technical problem to which the claimed technical solution is directed is to create such an amplifier design from a composite material based on artificial fiber and a polymeric binder, the rigidity and strength of the more loaded part of which would be correlated with the stiffness and strength of the less loaded part and are thereby optimized for any (of the proposed) profile configurations by choosing the appropriate structure of the composite material.
Техническим результатом, который должен быть получен при использовании изобретения, является повышение эксплуатационной надежности усилителя.The technical result that should be obtained using the invention is to increase the operational reliability of the amplifier.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата в усилителе для полых пластмассовых ограждающих рамных элементов, выполненном из композиционного материала на основе искусственного армирующего волокна и полимерного связующего в виде пултрузионного профиля, состоящего из, по меньшей мере, одной несущей части, имеющей, при необходимости, высокопрочную вставку, и, по меньшей мере, одной установочной части с, при необходимости, по меньшей мере, одним выступом и, при необходимости, поверхностным слоем из системы переплетающихся и/или пересекающихся нитей, согласно изобретению форма пултрузионного профиля ограничена, по меньшей мере, одной, замкнутой в поперечном направлении, формообразующей поверхностью с получением профиля с открытым, закрытым или комбинированным из указанных двух поперечным сечением, структура композиционного материала пултрузионного профиля, выполненная на основе армирующего волокна диаметром от 5 до 30 мкм при его объемном содержании в композиционном материале от 50 до 92%, выбрана с учетом обеспечения отношения жесткости и прочности всех несущих частей к аналогичным параметрам всех установочных частей, составляющего от 1:1 до 30:1, по меньшей мере, одним выступом и поверхностным слоем из системы переплетающихся и/или пересекающихся нитей снабжена, при необходимости, и, по меньшей мере, одна несущая часть, причем длина поверхностного слоя в поперечном направлении, по меньшей мере, одной установочной и/или, по меньшей мере, одной несущей частей профиля составляет от 0,1 до 3,0 длины периметра указанного профиля, при этом в частных случаях выполнения изобретения в качестве искусственного волокна использовано стеклянное, базальтовое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация, а в качестве полимерного связующего использовано связующее на основе полимерных смол, преимущественно эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации; в несущей и установочной частях его профиля использованы одинаковые или различные схемы армирования из одинаковых или различных по диаметру и прочности искусственных волокон; пултрузионный профиль выполнен из композиционного материала на основе продольно ориентированных и перекрещивающихся и/или переплетающихся искусственных армирующих волокон, чередующихся по его толщине; отношение диаметра переплетающихся и пересекающихся волокон к диаметру продольно ориентированных волокон составляет от 0,1:1 до 2:1; в качестве продольно ориентированных волокон использована комбинация из стеклянных и/или базальтовых и угольных волокон в виде жгутов или ровингов при объемной доле угольных волокон до 30%; поперечное сечение профиля выполнено прямоугольным, треугольным, трапецеидальным, кольцевым, в виде сектора кольца или их комбинации; поперечное сечение профиля выбрано из форм, представленных на фиг.2; несущие части расположены на противоположных сторонах его профиля; несущие части профиля расположены рядом и соединены узлом соединения; толщина узла соединения двух несущих частей меньше толщины несущей части; узел соединения выполнен скругленным с разными радиусами на внешней и внутренней его сторонах; несущие и/или установочные части профиля выполнены с плавными переходами друг в друга; поверхность профиля выполнена с распределенными по ней выемками или несквозными пазами; стенки профиля выполнены с отверстиями и/или сквозными пазами; высокопрочная вставка несущей части выполнена из металлической ленты, набора проволоки и/или струн или их комбинации; высокопрочная вставка выполнена в виде набора базальтовых и/или углеродных, и/или полимерных волокон; в полости профиля установлен ответный ей жесткий вкладыш из прессованного стеклопластика, дерева, вспененного заполнителя типа пенополиуретана, пенополистирола, пенополиэтилена или минеральной базальтовой или стеклянной ваты; выступы на несущей и/или установочной части выполнены одинакового или различного сечения; ширина у основания, по меньшей мере, одного выступа лежит в пределах от 0,05 до 1,0 ширины несущей или установочной части; отношение высоты выступа к толщине стенки соответствующей части профиля составляет от 0,2 до 4,0; на наружной стороне, по меньшей мере, одной (любой) части профиля выполнен, по меньшей мере, один продольный выступ; выступы дополнительно армированы угольными или базальтовыми волокнами или стальной проволокой; в качестве системы из переплетающихся и/или пересекающихся волокон поверхностного слоя использован мат, лента, текстильная плетеная, нитепрошивная или мультиаксиальная ткань или семейство отдельных волокон, пропитанные связующим композиционного материала; поверхностный слой выполнен из отдельных лент, расположенных в поперечном направлении с зазором или с нахлестом или встык по боковым кромкам; две или более ленты расположены с зазором, разнесенным по периметру профиля; поверхностный слой выполнен из мультиаксиальной ткани, выполненной из двух, трех или более семейств, расположенных под углами [0°/90°] или [±45°], или [0°/±45°], или [0°/±45°/90°] к оси профиля; поверхностный слой выполнен из семейств волокон, расположенных под углом, выбранным из диапазона 30-90°, друг к другу; поверхностный слой выполнен из семейств волокон в виде нитей и/или жгутов, и/или ровингов; поверхностный слой выполнен из семейств волнообразных волокон; полимерное связующее содержит до 40% (объемн.) наполнителя, в качестве которого использованы мел, доломит, микрокальцит, тальк, каолин или их комбинация; полимерное связующее содержит до 40% (объемн.) антипиреновых добавок; профиль имеет наружное и/или внутреннее защитное покрытие.To solve the problem and achieve a technical result in the amplifier for hollow plastic enclosing frame elements made of a composite material based on artificial reinforcing fiber and a polymer binder in the form of a pultruded profile, consisting of at least one supporting part, having, if necessary, high-strength insert, and at least one installation part with, if necessary, at least one protrusion and, if necessary, the surface layer of the binding system yarn and / or intersecting threads, according to the invention, the shape of the pultruded profile is limited to at least one transversely closed forming surface to obtain a profile with an open, closed or combined of the two cross-sections, the structure of the composite material of the pultruded profile made on based on a reinforcing fiber with a diameter of 5 to 30 μm with its volumetric content in the composite material from 50 to 92%, selected taking into account the provision of the ratio of stiffness and strength and all bearing parts to the same parameters of all mounting parts, comprising from 1: 1 to 30: 1, at least one protrusion and a surface layer from a system of interwoven and / or intersecting threads provided, if necessary, and at least one the bearing part, and the length of the surface layer in the transverse direction of at least one installation and / or at least one bearing parts of the profile is from 0.1 to 3.0 the length of the perimeter of the specified profile, while in particular cases of the invention as is glass fiber, basalt, carbon or polymer fiber or a combination thereof was used, and a binder based on polymer resins, mainly epoxy, polyester, vinyl ester, phenolic, polyurethane, or a combination thereof was used as a polymer binder; in the supporting and mounting parts of its profile, the same or different reinforcement schemes are used from the same or different in diameter and strength artificial fibers; the pultruded profile is made of composite material based on longitudinally oriented and intersecting and / or interwoven artificial reinforcing fibers alternating in its thickness; the ratio of the diameter of interwoven and intersecting fibers to the diameter of longitudinally oriented fibers is from 0.1: 1 to 2: 1; as longitudinally oriented fibers, a combination of glass and / or basalt and coal fibers in the form of bundles or rovings with a volume fraction of coal fibers of up to 30% was used; the cross-section of the profile is rectangular, triangular, trapezoidal, annular, in the form of a sector of the ring or a combination thereof; the cross section of the profile is selected from the forms shown in figure 2; bearing parts are located on opposite sides of its profile; the bearing parts of the profile are adjacent and connected by a connection node; the thickness of the junction of the two bearing parts is less than the thickness of the bearing part; the connection node is made rounded with different radii on its outer and inner sides; the bearing and / or mounting parts of the profile are made with smooth transitions to each other; the profile surface is made with notches or through grooves distributed along it; profile walls are made with holes and / or through grooves; high-strength insert of the bearing part is made of metal tape, a set of wire and / or strings, or a combination thereof; high-strength insert is made in the form of a set of basalt and / or carbon and / or polymer fibers; a rigid insert made of pressed fiberglass, wood, foamed aggregate such as polyurethane foam, polystyrene foam, polyethylene foam or mineral basalt or glass wool is installed in the profile cavity; the protrusions on the carrier and / or installation part are made of the same or different section; the width at the base of at least one protrusion lies in the range from 0.05 to 1.0 of the width of the supporting or mounting part; the ratio of the height of the protrusion to the wall thickness of the corresponding part of the profile is from 0.2 to 4.0; at least one longitudinal protrusion is made on the outside of at least one (any) part of the profile; the protrusions are additionally reinforced with carbon or basalt fibers or steel wire; as a system of interwoven and / or intersecting fibers of the surface layer, a mat, tape, woven textile, filament or multiaxial fabric or a family of individual fibers impregnated with a binder of a composite material is used; the surface layer is made of individual tapes located in the transverse direction with a gap or with an overlap or end-to-end along the side edges; two or more tapes are located with a gap spaced along the perimeter of the profile; the surface layer is made of multiaxial fabric made of two, three or more families located at angles of [0 ° / 90 °] or [± 45 °], or [0 ° / ± 45 °], or [0 ° / ± 45 ° / 90 °] to the axis of the profile; the surface layer is made of families of fibers located at an angle selected from a range of 30-90 ° to each other; the surface layer is made of families of fibers in the form of threads and / or bundles, and / or rovings; the surface layer is made of families of undulating fibers; polymer binder contains up to 40% (vol.) filler, which is used as chalk, dolomite, microcalcite, talc, kaolin or a combination thereof; polymer binder contains up to 40% (vol.) flame retardant additives; the profile has an outer and / or inner protective coating.
Отличительными от прототипа признаками заявленного усилителя из композиционного материала являютсяDistinctive features of the prototype of the characteristics of the claimed amplifier made of composite material are
а) признаки, обеспечивающие получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны:a) the signs that ensure the receipt of a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies:
- ограничение формы пултрузионного профиля, по меньшей мере, одной, замкнутой в поперечном направлении, формообразующей поверхностью с получением профиля с открытым, закрытым или комбинированным из указанных двух поперечным сечением,- limiting the shape of the pultruded profile to at least one transversely closed forming surface to obtain a profile with an open, closed or combined of the two cross-section,
- выбор структуры композиционного материала пултрузионного профиля с учетом обеспечения отношения жесткости и прочности всех его несущих частей к аналогичным параметрам всех его установочных частей, составляющего от 1:1 до 30:1,- the choice of the structure of the composite material of the pultruded profile, taking into account the ratio of stiffness and strength of all its bearing parts to similar parameters of all of its installation parts, ranging from 1: 1 to 30: 1,
- выполнение структуры композиционного материала пултрузионного профиля на основе армирующего волокна диаметром от 5 до 30 мкм при его объемном содержании в композиционном материале от 50 до 92%,- the structure of the composite material of the pultruded profile based on the reinforcing fiber with a diameter of from 5 to 30 μm with its volumetric content in the composite material from 50 to 92%,
- снабжение, при необходимости, по меньшей мере, одним выступом, кроме установочной, по меньшей мере, одной несущей части профиля,- supply, if necessary, at least one protrusion, in addition to the installation of at least one supporting part of the profile,
- при необходимости, снабжение поверхностным слоем из системы переплетающихся и/или пересекающихся нитей, кроме установочной, по меньшей мере, одной несущей части,- if necessary, supplying a surface layer of a system of interwoven and / or intersecting threads, except for the installation of at least one bearing part,
- длина поверхностного слоя в поперечном направлении, по меньшей мере, одной установочной и/или, по меньшей мере, одной несущей частей профиля, составляющая от 0,1 до 3,0 длины периметра указанного профиля;- the length of the surface layer in the transverse direction of at least one installation and / or at least one bearing parts of the profile, comprising from 0.1 to 3.0 the length of the perimeter of the specified profile;
б) признаки, характеризующие изобретение в частных случаях:b) signs characterizing the invention in special cases:
- использование в качестве искусственного волокна стеклянного, базальтового, углеродного или полимерного волокна или их комбинации, а в качестве полимерного связующего связующего на основе полимерных смол, преимущественно эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации,- the use of glass, basalt, carbon or polymer fibers or combinations thereof as artificial fibers, or as a polymer binder based on polymer resins, mainly epoxy, polyester, vinyl ester, phenolic, polyurethane, or a combination thereof,
- использование в несущей и установочной частях его профиля одинаковых или различных схем армирования из одинаковых или различных по диаметру и прочности искусственных волокон,- the use in the supporting and mounting parts of its profile of the same or different reinforcement schemes of artificial fibers of the same or different in diameter and strength,
- выполнение пултрузионного профиля из композиционного материала на основе продольно ориентированных и перекрещивающихся и/или переплетающихся искусственных армирующих волокон, чередующихся по толщине,- the implementation of the pultruded profile of a composite material based on longitudinally oriented and intersecting and / or interwoven artificial reinforcing fibers, alternating in thickness,
- отношение диаметра переплетающихся и пересекающихся волокон к диаметру продольно ориентированных волокон, составляющее от 0,1:1 до 2:1,- the ratio of the diameter of interwoven and intersecting fibers to the diameter of longitudinally oriented fibers, comprising from 0.1: 1 to 2: 1,
- использование в качестве продольно ориентированных волокон комбинации из стеклянных и/или базальтовых и угольных волокон в виде жгутов или ровингов при объемной доле угольных волокон до 30%,- use as a longitudinally oriented fiber a combination of glass and / or basalt and coal fibers in the form of tows or rovings with a volume fraction of carbon fibers of up to 30%,
- выполнение поперечного сечения профиля прямоугольным, треугольным, трапецеидальным, кольцевым, в виде сектора кольца или их комбинации,- the implementation of the cross-section of the profile rectangular, triangular, trapezoidal, annular, in the form of a sector of the ring or a combination thereof,
- выбор поперечного сечения профиля из форм, представленных на фиг.2,- the choice of the cross-section of the profile from the forms shown in figure 2,
- расположение несущих частей на противоположных сторонах профиля, расположение несущих частей профиля рядом и соединение их узлом соединения,- the location of the bearing parts on opposite sides of the profile, the location of the bearing parts of the profile side by side and their connection node
- толщина узла соединения двух несущих частей, которая меньше толщины несущей части,- the thickness of the junction of the two bearing parts, which is less than the thickness of the bearing part,
- выполнение узла соединения скругленным, с разными радиусами на внешней и внутренней его сторонах,- the execution of the connection node is rounded, with different radii on its outer and inner sides,
- выполнение несущих и/или установочных частей профиля с плавными переходами друг в друга,- the implementation of the bearing and / or installation parts of the profile with smooth transitions to each other,
- выполнение поверхности профиля с распределенными по ней выемками или несквозными пазами,- the implementation of the surface of the profile with distributed recesses or through grooves,
- выполнение стенок профиля с отверстиями и/или сквозными пазами,- the implementation of the walls of the profile with holes and / or through grooves,
- выполнение высокопрочной вставки несущей части из металлической ленты, набора проволоки и/или струн или их комбинации,- the implementation of high-strength insertion of the supporting part of a metal tape, a set of wire and / or strings, or a combination thereof,
- выполнение высокопрочной вставки в виде набора базальтовых и/или углеродных и/или полимерных волокон,- the implementation of high-strength inserts in the form of a set of basalt and / or carbon and / or polymer fibers,
- установка в полости профиля ответного ей жесткого вкладыша из прессованного стеклопластика, дерева, вспененного заполнителя типа пенополиуретана, пенополистирола, пенополиэтилена или минеральной базальтовой или стеклянной ваты,- installation in the cavity of the profile of the reciprocal rigid liner of extruded fiberglass, wood, foamed aggregate such as polyurethane foam, expanded polystyrene, polyethylene foam or mineral basalt or glass wool,
- выполнение выступов на несущей и/или установочной части одинакового или различного сечения,- the implementation of the protrusions on the carrier and / or installation part of the same or different section,
- ширина у основания, по меньшей мере, одного выступа, лежащая в пределах от 0,05 до 1,0 ширины несущей или установочной части,- the width at the base of at least one protrusion, lying in the range from 0.05 to 1.0 of the width of the bearing or mounting part,
- отношение высоты выступа к толщине стенки соответствующей части профиля, составляющее от 0,2 до 4,0,- the ratio of the height of the protrusion to the wall thickness of the corresponding part of the profile, comprising from 0.2 to 4.0,
- выполнение на наружной стороне, по меньшей мере, одной (любой) части профиля, по меньшей мере, одного продольного выступа,- execution on the outer side of at least one (any) part of the profile of at least one longitudinal protrusion,
- дополнительное армирование выступов угольными или базальтовыми волокнами или стальной проволокой,- additional reinforcement of the protrusions with carbon or basalt fibers or steel wire,
- использование в качестве системы из переплетающихся и/или пересекающихся волокон поверхностного слоя мата, ленты, текстильной плетеной, нитепрошивной или мультиаксиальной ткани или семейства отдельных волокон, пропитанных связующим композиционного материала,- use as a system of interwoven and / or intersecting fibers of the surface layer of the mat, tape, woven textile, filament or multiaxial fabric or a family of individual fibers impregnated with a binder of a composite material,
- выполнение поверхностного слоя из отдельных лент, расположенных в поперечном направлении с зазором или с нахлестом или встык по боковым кромкам,- the implementation of the surface layer of individual tapes located in the transverse direction with a gap or with an overlap or end-to-end along the side edges,
- расположение двух или более лент с зазором, разнесенным по периметру профиля,- the location of two or more tapes with a gap spaced around the perimeter of the profile,
- выполнение поверхностного слоя из мультиаксиальной ткани, выполненной из двух, трех или более семейств волокон, расположенных под углами [0°/90°] или [±45°], или [0°/±45°], или [0°/±45°/90°] к оси профиля,- the implementation of the surface layer of multiaxial fabric made of two, three or more families of fibers located at angles [0 ° / 90 °] or [± 45 °], or [0 ° / ± 45 °], or [0 ° / ± 45 ° / 90 °] to the axis of the profile,
- выполнение поверхностного слоя из семейств волокон, расположенных под углом, выбранным из диапазона 30-90°, друг к другу,- the implementation of the surface layer of families of fibers located at an angle selected from the range of 30-90 ° to each other,
- выполнение поверхностного слоя из семейств волокон в виде нитей и/или жгутов, и/или ровингов,- the implementation of the surface layer of the families of fibers in the form of threads and / or bundles, and / or rovings,
- выполнение поверхностного слоя из семейств волнообразных волокон,- the implementation of the surface layer of families of undulating fibers,
- содержание в полимерном связующем до 40% (объемн.) наполнителя, в качестве которого использованы мел, доломит, микрокальцит, тальк, каолин или их комбинация,- the content in the polymer binder of up to 40% (vol.) filler, which is used as chalk, dolomite, microcalcite, talc, kaolin or a combination thereof,
- содержание в полимерном связующем до 40% (объемн.) антипиреновых добавок,- the content in the polymer binder of up to 40% (vol.) flame retardants,
- наличие у профиля наружного и/или внутреннего защитного покрытия.- the presence of an external and / or internal protective coating on the profile.
Указанные отличительные признаки, каждый в отдельности и все вместе, направлены на достижение заявленного результата и являются существенными. В предшествующем уровне техники представленная в формуле изобретения совокупность известных и отличительных признаков не известна и, следовательно, изобретение соответствует критерию «новизна».These distinctive features, individually and collectively, are aimed at achieving the stated result and are significant. In the prior art, the totality of the known and distinctive features presented in the claims is not known and, therefore, the invention meets the criterion of "novelty."
Заявленный усилитель обладает рядом преимуществ перед усилителем по прототипу:The claimed amplifier has several advantages over the amplifier of the prototype:
- вариативностью формы,- variation in form,
- устойчивым соотношением между жесткостью и прочностью всех несущих частей профиля и жесткостью и прочностью всех его установочных частей, при этом количество как несущих, так и установочных частей может исчисляться одной частью и более,- a stable ratio between the stiffness and strength of all the bearing parts of the profile and the rigidity and strength of all its mounting parts, while the number of both bearing and mounting parts can be calculated in one part or more,
- возможностью выбора структуры композиционного материала, обеспечивающей выбранное соотношение,- the ability to choose the structure of the composite material, providing the selected ratio,
- возможностью использовать в упомянутой структуре, кроме стеклянного, и другие виды искусственных волокон,- the ability to use other types of artificial fibers in the said structure, in addition to glass,
- диапазоном диаметров используемых волокон и их определенным содержанием в композиционном материале,- a range of diameters of the fibers used and their specific content in the composite material,
- возможностью выбора материала поверхностного слоя при дополнительном армировании профиля из числа многочисленных систем переплетающихся и/или пересекающихся нитей,- the ability to select the material of the surface layer with additional reinforcement of the profile from among numerous systems of interwoven and / or intersecting threads,
- возможностью выбора длины поверхностного слоя в поперечном направлении.- the ability to select the length of the surface layer in the transverse direction.
Предложенное техническое решение позволяет, с одной стороны, повысить прочность креплений фурнитуры (петель, замков и т.п.), с другой - повысить прочность и жесткость оконных, дверных и других подобных конструкций при силовых воздействиях (транспортировка, монтаж, ветровые нагрузки и т.п.).The proposed technical solution allows, on the one hand, to increase the strength of hardware fasteners (hinges, locks, etc.), and on the other, to increase the strength and stiffness of window, door and other similar structures under power influences (transportation, installation, wind loads, etc. .P.).
Части пултрузионного профиля усилителя, предназначенные для закрепления фурнитуры или испытывающие силовые воздействия, выполнены более прочными и жесткими по сравнению с остальными частями профиля. Это достигается либо регулированием (в сторону увеличения или уменьшения) толщины этих частей, либо введением в них различных армирующих вставок, либо использованием особых сочетаний армирующих материалов в композиционном материале профиля. Таких упрочненных частей в усилителе может быть одна или несколько. В заявленном техническом решении именно такие части именуются несущими.Parts of the pultruded profile of the amplifier, designed to fix fittings or experiencing power effects, are made more durable and rigid compared to the rest of the profile. This is achieved either by regulating (in the direction of increasing or decreasing) the thickness of these parts, or by introducing various reinforcing inserts into them, or by using special combinations of reinforcing materials in the composite profile material. Such hardened parts in the amplifier may be one or more. In the claimed technical solution, precisely such parts are called bearing.
Установочные части предназначены для надежной фиксации усилителя в полости пластмассового профиля. Несущие и установочные части могут непосредственно переходить друг в друга или могут быть соединены узлами соединения в виде прямо- или криволинейных участков профиля усилителя.Installation parts are designed for reliable fixation of the amplifier in the cavity of the plastic profile. Bearing and mounting parts can directly go into each other or can be connected by connection nodes in the form of straight or curved sections of the amplifier profile.
Форма профиля усилителя может быть ограничена одной формообразующей поверхностью с получением профиля с открытым поперечным сечением, двумя формообразующими поверхностями с получением полого профиля с замкнутым поперечным сечением, тремя и более упомянутыми поверхностями с получением профиля, состоящего из комбинации первых двух форм, взятых в необходимом количестве.The profile profile of the amplifier can be limited to one forming surface to obtain a profile with an open cross section, two forming surfaces to obtain a hollow profile with a closed cross section, three or more of the above surfaces to obtain a profile consisting of a combination of the first two forms taken in the required quantity.
Поперечное сечение профиля может быть выполнено прямоугольным, треугольным, трапецеидальным, кольцевым, в виде сектора кольца, комбинированным из перечисленного или выбрано из сечений, представленных на фиг.2.The cross section of the profile can be made rectangular, triangular, trapezoidal, annular, in the form of a sector of the ring, combined from the above or selected from the sections shown in figure 2.
Экспериментально найденное отношение совокупной жесткости и прочности всех несущих частей профиля к жесткости и прочности всех его установочных частей, составляющее от 1:1 до 30:1, достигается соответствующим выбором структуры композиционного материала, включая все ее составляющие: вид и диаметр армирующего волокна, тип полимерного связующего и, при необходимости, тип наполнителя связующего, объемное содержание волокна и связующего, основную схему армирования и, при необходимости, дополнительное армирование в виде поверхностного слоя из системы переплетающихся и/или пересекающихся нитей (лент, тканей, матов).The experimentally found ratio of the total stiffness and strength of all the bearing parts of the profile to the stiffness and strength of all its mounting parts, ranging from 1: 1 to 30: 1, is achieved by an appropriate choice of the structure of the composite material, including all its components: type and diameter of the reinforcing fiber, type of polymer a binder and, if necessary, the type of binder filler, the volume content of the fiber and the binder, the main reinforcement scheme and, if necessary, additional reinforcement in the form of a surface layer and System intertwining and / or intersecting strands (tapes, fabrics, mats).
Попытка придать несущей части большую жесткость и прочность, чем установочной, предпринята и в прототипе, однако она выражена лишь через увеличение содержания армирующего волокна и никак не оптимизирована.An attempt to give the bearing part greater rigidity and strength than the installation, was made in the prototype, however, it is expressed only through an increase in the content of the reinforcing fiber and is not optimized in any way.
В предложенном техническом решении изменение содержания волокна является одним из многочисленных путей достижения необходимых величин жесткости и прочности, причем содержание волокна допускается изменять в любую сторону (уменьшения, увеличения или равенства) за счет использования, в частности, разных типов волокон.In the proposed technical solution, changing the fiber content is one of the many ways to achieve the necessary values of stiffness and strength, and the fiber content can be changed in any direction (reduction, increase or equality) due to the use, in particular, of different types of fibers.
Приведенный интервал отношений (от 1:1 до 30:1) означает, что при более легких условиях эксплуатации (окна и двери домов, выходящие на застекленную лоджию, внутренние окна и перегородки магазинов, рамные конструкции теплиц и оранжерей и т.д.) жесткость и прочность всех несущих частей может совпадать с жесткостью и прочностью всех установочных частей, а при более тяжелых условиях (наружные окна и двери промышленных зданий, супермаркетов, гаражей и т.д.) совокупная жесткость и прочность всех несущих частей может до 30 раз превышать совокупную жесткость и прочность всех установочных частей профиля.The above range of relations (from 1: 1 to 30: 1) means that under lighter operating conditions (windows and doors of houses opening onto a glazed loggia, internal windows and partitions of shops, frame constructions of greenhouses and greenhouses, etc.) and the strength of all load-bearing parts can coincide with the rigidity and strength of all installation parts, and under more severe conditions (external windows and doors of industrial buildings, supermarkets, garages, etc.), the total stiffness and strength of all load-bearing parts can be up to 30 times the total gesture spine and strength of all parts of the installation profile.
Экспериментальным путем был выведен интервал значений для диаметров армирующего волокна от 5 до 30 мкм и его объемного содержания в композиционном материале от 50 до 92%. Приведенный интервал диаметров означает, что волокно диаметром менее 5 мкм и более 30 мкм не пригодно для пултрузионной переработки, а интервал объемного содержания волокна означает, что при содержании волокна ниже 50% и выше 92% материал профиля усилителя будет непрочным (в первом случае из-за недостатка волокна, во втором - из-за недостатка связующего) и усилитель может разрушиться даже при транспортировочных нагрузках.An experimentally derived range of values for the diameters of the reinforcing fiber from 5 to 30 microns and its volumetric content in the composite material from 50 to 92%. The above range of diameters means that a fiber with a diameter of less than 5 microns and more than 30 microns is not suitable for pultruded processing, and the volume range of the fiber means that when the fiber content is below 50% and above 92%, the profile material of the amplifier will be fragile (in the first case, due to the lack of fiber, in the second - due to the lack of a binder) and the amplifier can be destroyed even under transport loads.
Заявленный усилитель изготавливают из композиционного материала на основе искусственного армирующего волокна, такого как стеклянное, базальтовое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация, и на основе полимерного связующего, такого как связующее на основе полимерных смол, преимущественно эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации.The claimed amplifier is made of a composite material based on artificial reinforcing fiber, such as glass, basalt, carbon or polymer fiber, or a combination thereof, and on the basis of a polymeric binder, such as a binder based on polymeric resins, mainly epoxy, polyester, vinyl ether, phenolic, polyurethane or combinations thereof.
Таким образом, усилитель может быть выполнен из композиционного материала на основе одинаковых или различных искусственных волокон и одного или нескольких полимерных связующих, при этом связующее может содержать минеральные добавки.Thus, the amplifier can be made of a composite material based on the same or different artificial fibers and one or more polymer binders, while the binder may contain mineral additives.
Любая несущая и/или установочная части усилителя (выборочно или все вместе) дополнительно могут быть армированы поверхностным слоем (наружным для профиля с открытым поперечным сечением, наружным и/или внутренним для профиля с закрытым поперечным сечением) из системы переплетающихся и/или пересекающихся нитей (мата, ленты, ткани или семейств волокон) с охватом профиля на величину, составляющую от 0,1 до 3,0 длины его периметра. Это означает, что армирование может быть местным или полным, а система может состоять как из отдельных лент, кусков ткани или мата, отдельных семейств волокон, так и из непрерывных ленты, ткани или мата.Any carrier and / or mounting parts of the amplifier (optionally or all together) can additionally be reinforced with a surface layer (external for a profile with an open cross section, external and / or internal for a profile with a closed cross section) from a system of interwoven and / or intersecting threads ( mat, tape, fabric or fiber family) with profile coverage by a value of 0.1 to 3.0 of its perimeter length. This means that the reinforcement can be local or complete, and the system can consist of either individual tapes, pieces of fabric or mat, individual families of fibers, or continuous tape, fabric or mat.
На установочной и/или несущей части профиля для местного упрочнения могут быть выполнены местные выступы как изнутри, так и снаружи. По меньшей мере, один наружный выступ выполняют для удобства монтажа и фиксации усилителя в пластмассовом оконном или дверном элементе, имеющем внутренние приливы. Усилитель размещают в указанном элементе выступом его профиля между приливами элемента.On the installation and / or the bearing part of the profile for local hardening, local protrusions can be made both inside and out. At least one outer protrusion is performed for the convenience of mounting and fixing the amplifier in a plastic window or door element having internal tides. The amplifier is placed in the specified element by the protrusion of its profile between the tides of the element.
Для повышения прочности и жесткости несущей части может быть использована высокопрочная вставка, выполненная из металлической ленты, набора проволоки и/или струны или их комбинации или из набора базальтовых и/или углеродных, и/или полимерных волокон.To increase the strength and rigidity of the bearing part, a high-strength insert made of a metal tape, a set of wire and / or string, or a combination thereof, or a set of basalt and / or carbon and / or polymer fibers can be used.
С той же целью в полости (или в полостях) любой части усилителя может быть установлен вкладыш формой, ответной форме полости, выполненный из прессованного стеклопластика, дерева, заполнителя из вспененного материала типа пенополиуретана, пенополистирола, пенополиэтилена, или из минеральной, базальтовой или стеклянной пропитанной смолой ваты.For the same purpose, in the cavity (or in the cavities) of any part of the amplifier, an insert may be installed in the shape, in the reciprocal form of the cavity, made of pressed fiberglass, wood, filler made of foam material such as polyurethane foam, polystyrene foam, polyethylene foam, or of mineral, basalt or glass impregnated resin cotton wool.
Все вышеописанное позволяет выбрать надежный и оптимальный вариант усилителя для заданных условий эксплуатации.All of the above allows you to choose a reliable and optimal version of the amplifier for given operating conditions.
Сущность изобретения поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его, примера реализации и прилагаемыми чертежами.The invention is illustrated by a description of a specific, but not limiting, example of implementation and the accompanying drawings.
На фиг.1 представлен заявленный усилитель, общий вид, на фиг.2 показаны варианты форм сечений профиля усилителя.Figure 1 presents the claimed amplifier, a General view, figure 2 shows options for cross-sectional shapes of the profile of the amplifier.
Усилитель из полиэфирного углебазальтопластика, предназначенный для полого поливинилхлоридного, например, оконного ОРЭ, выполнен в виде пултрузионного профиля 1 (фиг.1), состоящего из двух несущих частей 2 и 3, в одной из которых расположена вставка 4 из металлической ленты, и установочной части 5 с наружным выступом 6. Части 2, 3 и 5 снаружи охвачены поверхностным слоем 7.The amplifier is made of polyester carbon basalt-plastic, designed for hollow polyvinyl chloride, for example, windowed WEM, made in the form of a pultruded profile 1 (Fig. 1), consisting of two supporting
Форма профиля 1 ограничена двумя формообразующими поверхностями: наружной 8 и внутренней 9 и образует профиль с открыто-закрытым поперечным сечением.The shape of the
Несущие части 2 и 3 выполнены более жесткими и прочными, чем установочная 5: соотношение жесткости и прочности частей 2 и 3 к тем же параметрам части 5 составляет 10:1. Прочность и жесткость части 2 увеличены за счет использования разных армирующих материалов (угольного и базальтового волокон), а части 3 - за счет использования металлической вставки 4.
Основу материала профиля 1 составляют прямолинейные равнодлинные угольные 10 и базальтовые 11 волокна диаметром 15 мкм, скрепленные полиэфирным связующим 12. Общее содержание волокна в материале составляет 75%, в том числе содержание угольного волокна - 15%, а базальтового - 60%. Угольное волокно в комбинации с базальтовым, взятым в количестве 10%, использовано для армирования только несущей части 2. Остальное базальтовое волокно использовано для армирования всех остальных частей профиля.The basis of the material of
Поверхностный слой 7 выполнен из отдельных стекловолокнистых лент 13, уложенных встык по боковым кромкам с охватом 0,7 длины периметра профиля 1.The surface layer 7 is made of
На фиг.2 представлены поперечные сечения усилителей с двумя, тремя и четырьмя несущими (поз.2, 3, 13, 14), одной и двумя установочными (поз.5, 15) частями и узлами соединения (поз.16).Figure 2 shows the cross sections of amplifiers with two, three and four bearing (pos. 2, 3, 13, 14), one and two installation (pos. 5, 15) parts and connection nodes (pos. 16).
При сборке оконного блока пултрузионный профиль 1 усилителя вводят в поливинилхлоридный полый рамный элемент, с упором во внутреннюю поверхность выступом 6. Контакт выступом 6, а не всей поверхностью установочной части 5 позволяет снизить перетекание тепла (или холода) от рамных элементов к усилителю и наоборот. С помощью фурнитуры усилитель жестко скрепляют с рамным элементом.When assembling the window unit, the
Таким образом, новое техническое решение является технологичным и высоконадежным по сравнению с известным уровнем техники.Thus, the new technical solution is technologically advanced and highly reliable in comparison with the prior art.
Claims (33)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007102164/03A RU2336404C1 (en) | 2007-01-22 | 2007-01-22 | Reinforcement for hollow plastic window, door or similar enclosing frame elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007102164/03A RU2336404C1 (en) | 2007-01-22 | 2007-01-22 | Reinforcement for hollow plastic window, door or similar enclosing frame elements |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007102164A RU2007102164A (en) | 2008-07-27 |
| RU2336404C1 true RU2336404C1 (en) | 2008-10-20 |
Family
ID=39810564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007102164/03A RU2336404C1 (en) | 2007-01-22 | 2007-01-22 | Reinforcement for hollow plastic window, door or similar enclosing frame elements |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2336404C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103352632A (en) * | 2013-07-26 | 2013-10-16 | 江苏润天复合材料科技有限公司 | High-strength section bar structure |
| RU2555688C2 (en) * | 2010-03-18 | 2015-07-10 | Тохо Тенакс Ойропе Гмбх | Stitched multiaxial multilayer nonwoven fabric |
| RU2602161C1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-11-10 | Валерий Анатольевич Непочатых | Pultrusion shaped fibre-glass |
| RU217301U1 (en) * | 2022-10-24 | 2023-03-27 | Андрей Николаевич Попов | AMPLIFIER FOR IMPOSTA PROFILE |
-
2007
- 2007-01-22 RU RU2007102164/03A patent/RU2336404C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2555688C2 (en) * | 2010-03-18 | 2015-07-10 | Тохо Тенакс Ойропе Гмбх | Stitched multiaxial multilayer nonwoven fabric |
| CN103352632A (en) * | 2013-07-26 | 2013-10-16 | 江苏润天复合材料科技有限公司 | High-strength section bar structure |
| RU2602161C1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-11-10 | Валерий Анатольевич Непочатых | Pultrusion shaped fibre-glass |
| RU217301U1 (en) * | 2022-10-24 | 2023-03-27 | Андрей Николаевич Попов | AMPLIFIER FOR IMPOSTA PROFILE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007102164A (en) | 2008-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8146321B2 (en) | Structural wall building product | |
| US9388577B2 (en) | Structural element and method for producing a structural element | |
| US8327596B2 (en) | Connector system for building studs | |
| RU2502853C2 (en) | System of connection for assembly panel with thermal break | |
| RU2679880C1 (en) | Stiffening add-on profile for window frame and window frame comprising same | |
| CA2499749C (en) | Composite decking system | |
| RU2336404C1 (en) | Reinforcement for hollow plastic window, door or similar enclosing frame elements | |
| US20140134394A1 (en) | Void containing structural member | |
| KR20100071967A (en) | Reinforced stabilisation strip to be used in reinforced ground works | |
| US5709061A (en) | Structural connector for a sandwich construction unit | |
| CN110892124A (en) | Fibre-reinforced elongate profiled object | |
| KR102338199B1 (en) | manufacturing apparatus for width variable type glass fiber composite material panel | |
| RU2335615C1 (en) | Window, door or similar enclosing frame structure | |
| RU67161U1 (en) | WINDOW, DOOR OR SIMILAR ENCLOSURE FRAME | |
| RU2147655C1 (en) | Joining member | |
| RU2287106C2 (en) | Pipe-shell made of composition materials | |
| CN214364381U (en) | Building prefabricated composite board | |
| RU2482248C2 (en) | Composite reinforcement | |
| RU135678U1 (en) | FITTINGS | |
| RU2196866C1 (en) | Long-cut member of composite material | |
| RU2738062C1 (en) | Thermoplastic pultrusion reinforcement insert in a hollow plastic frame of a window or door unit | |
| RU2194131C2 (en) | Multicore panel | |
| KR102391081B1 (en) | manufacturing apparatus for glass fiber composite material panel and glass fiber composite material panel manufactured using thereof | |
| RU206689U1 (en) | Thermal insulation product for pipe insulation | |
| CN217545934U (en) | Fiber composite material photovoltaic equipment support section bar |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100123 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130310 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160123 |