RU6008U1 - Элемент трансформируемой вантово-стержневой конструкции - Google Patents

Abstract

1. Элемент трансформируемой вантово-стержневой конструкции, содержащий полый стержень с вантами и закрепленной внутри него пружиной, связанной по меньшей мере с одной вантой и обеспечивающей трансформацию конструкции из компактного состояния в эксплуатационное путем втягивания этой ванты внутрь стержня, отличающийся тем, что содержит фиксатор, соединенный с пружиной и/или с вантой, установленный внутри полого стержня с возможностью скольжения в его полости вдоль линии действия пружины в одном направлении и заклинивания в этой полости при сдвиге в обратном направлении, причем фиксатор снабжен одной или несколькими упругими мембранами, закрепленными в нем в своей центральной части, а краями в эксплуатационном состоянии наклонно касающимися внутренней поверхности полого стержня.2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности полого стержня выполнены поперечные канавки, например, в виде резьбы, в которые наклонно упираются края мембран.3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что полость стержня имеет два расширения, расположенные в местах соответствующих крайним положением мембран фиксатора внутри стержня и обеспечивающие распрямление краев мембран с последующим изменением направления их наклона и сменой направлений скольжения и заклинивания фиксатора внутри стержня на противоположные.

Description

ЭЛЕМЕНТ ТРАНСФОРМИРУЕМОЙ ВАНТОВО-СТЕРЖНЕВОЙ

Полезная модель относится к мобильной архитектуре и может быть использована для возведения и демонтажа в сжатые сроки построек различного назначения.

Известны конструкции мобильных зданий, состоящие из соединенных с вантами стержней. В патенте США 1 1щриёёХёны примеры конструкций сферических куполов и линейных опор на основе ограниченного набора стержневых элементов и гибких вантовых связей.ц

Подобные конструкции поддаются компактной упаковке при определенном удлинении вантовых связей.

М. кл. Е 04 Н 1/12 Е 04 Н 12/18

КОНСТРУКЦИИ

. i ..-; , - их длины и тем самым трансформацию всей конструкции из компактного состояния в эксплуатационное.

Из подобных конструкций наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стержневой элемент упруго трансформируемой структуры 2 , внутри которого расположена пружина, натягивающая соединенные с ней вантовые связи. Образующаяся при этом структурная плита имеет верхний, нижний и средний пояса, представляющие собой сеть из неподпружиненных вант, фиксация структуры в эксплуатационном состоянии осуществляется путем защелкивания конического утолщения, расположенного на конце стержневого элемента, в соединительном узле, в котором крепятся концы подпружиненой ванты и неподпружиненных вант нижнего пояса. Кроме указанных стержневых элементов структура содержит диагональные стержни, шарнирно связанные между собой и со стержневыми элементами в соединительных узлах с образованием в эксплуатационном состоянии жестких треугольников, связывающих все три пояса структуры.

Недостатком данной конструкции является сложность и разнообразие конфигураций соединительных узлов, относящихся к различным поясам. Кроме того неизбежное при длительной эксплуатации удлинение вант не может быть компенсировано сокращением пружин из -за жесткой фиксации в соединительных узлах концов стержневых элементов, в связи с чем структура теряет свою упру гость и не сохраняет заданную форму.

Целью предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков путем унификации жестких элементов и обеспечения крепления подпружиненных вант в эксплуатационном состоянии за счет фиксаторов, не препятствующих их подтяЖке под действием пружин.

Эта цель достигается тем, что:

-конструкция содержит однотипные диагонально расположенные стержневые элементы, снабженные пружиной и соединенные между собой постоянной длины вантами поясов и подпружиненными вантовыми связями между ними;

элемента в одном направлении приводит к заклиниванию в элементе, а сдвиг в противоположном направлении, например под действием пружины, осуществляется свободно;

-внутренняя поверхность элемента в зоне расположения фиксатора снабжена поперечными канавками, например в виде резьбы, улучшающими сцепление при заклинивании фиксатора;

-фиксатор меняет направление движения, при котором происходит его заклинивание, на противоположное в результате попадания в крайние из занимаемых им внутри элемента положений, что дает возможность поэлементно расфиксировать все подпружиненные ванты конструкции, отсоединяя противоположные концы этих вант и позволяя фиксатору занять под действием пружины крайнее положение внутри элемента, после чего он перестает препятствовать растяжению пружины при трансформации конструкции в компактное состояние.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен фрагмент структурной плиты, образуемой в эксплуатационном состоянии конструкцией из предлагаемых элементов; на фиг.2 - продольный разрез элемента в эксплуатационном состоянии; на фиг.З и 4 - варианты крепления подпружиненной ванты внутри элемента, обеспечивающие за счет эффекта полиспаста удвоение и утроение длины участка ванты, втягиваемого в элемент под действием пружины;

на фиг.5 - продольный разрез элемента перед началом трансформации конструкции в компактное состояние;

на фиг.6 - продольный разрез элемента конструкции в ее компактном состоянии.

Позиции на чертеже обозначают:

Трубчатый корпус - 1; резьбовую втулку - 2; места кернения - 3; пружину - 4; штифты - 5,6 и 7; подпружиненные ванты - 8; неподпружиненные ванты - 9; заглушки - 10 и 11; рым болт - 12; гайки - 13; шайбы - 14; мембраны - 15; лепестки мембран - 16; канавки резьбы - 17; наконечник подпружиненной ванты - 18; боковые лыски наконечника - 19; прорези в корпусе - 20 и 21.

в корпусе 1 с помощью штифта 5 закреплена пружина 4, соединенная с вантой 8 посредством рым болта 12, образующего фиксатор совместно с установленными на нем с помощью гаек 13 и шайб 14 мембранами 15, наклонно упирающимися лепестками 16 в канавки резьбы 1 втулки 2.

Подпружиненная ванта 8 посредством наконечника 18 и штифта б разъемно крепится в заглушке 11 и прорези 20. корпуса 1, где наконечник 18 устанавливается благодаря лыскам 19. Противоположный конец ванты 8 проникая сквозь прорезь 21 внутрь корпуса 1 другого элемента и по меньшей мере один раз огибая штифт 7 привязывается к серьге рым болта 12 (см.фиг. 2, 4) либо проходя сквозь нее привязывается к штифту 7 (см.фиг. 3).

Благодаря наклону лепестков 16 в противоположную от пружины 4 сторону (см.фиг. 2), они не мешают перемещению фиксатора при сокращении пружины, но препятствуют его движению в противоположном направлении из -за заклинивания в канавках 17 втулки 2. Это позволяет пружине 4 подтягивать ванту 8 при ее удлинении в ходе эксплуатации, но, фиксируя пружину 4 от растяжения, препятствует упругой деформации конструкции под действием нагрузок, превышающих силу пружины.

Длина каждой подпружиненной ванты 8 рассчитывается таким образом, - чтобы в эксплуатационном состоянии связанный с ней фиксатор располагался внутри резьбовой втулки 2, а жесткость и число мембран 15 должны обеспечивать противодействие воспринимаемым вантой 8 эксплуатационным нагрузкам.

Для трансформации конструкции в компактное состояние необходимо предварительно привести элементы в состояние (см.фиг. 5), при котором мембраны 15 при сокращении пружины 4 выходят из втулки 2 в нижнее из расширений образующихся по ее торцам в полости элемента. При этом лепестки 16 мембран 15 расправляются и при обратном движении фиксатора против действия пружины 4 отклоняются в ее сторону и, попадая в канавки 17 втулки 2, препятствуют благодаря этому сокращению пружины, не мешая фиксатору двигаться сквозь втулку вплоть до выхода лепестков 16 из канавок 17 (см.фиг. 6). Для выполнения трансформации в компактное состояние необходимо у каждого элемента освободить конец ванты 8 с наконечником 18 из

заглушки И и прорези 20 аналогичного злемента конструкции и позволить пружине 4 привести фиксатор в положение, изображенное на фиг. 5, а затем потянув за наконечник 18 с помощью ванты 8 переместить фиксатор в положение, соответствующее фиг. 6.

Когда все элементы конструкции будут приведены в это состояние, то провисание вант 8 позволит собрать эти элементы в плотную компактную связку, не стремящуюся к самораскрыванию в эксплуатационное состояние.

Для придания собранной в связку конструкции способности к синхронному самораскрыванию необходимо зафиксировать связку бандажом и торцевыми упорами и в каждом элементе дополнительным вытягиванием провисающей ванты 8 (см.фиг. 6) вывести все лепестки 16 из зацепления с канавками 17 втулки 2, дав им возможность расправиться в верхнем из расширений, образующихся в полости элемента по торцам втулки 2.

После этого фиксатор перестанет препятствовать сокращению пружины 4, и вся конструкция приобретет способность к мгновенной трансформации в эксплуатационное состояние при расстегивании препятствующего этому бандажа. Для более плавной и безопасной трансформации в эксплуатационное состояние те же действия с каждым элементом следует производить без бандажа и упоров. При этом конструкция постепенно придет в эксплуатационное состояние. Приведенные возможности позволяют гибко использовать конструкции, основанные на применении предлагаемого элемента, причем их пространственная конфигурация может меняться в широких пределах без изменения конструкции элементов, а только лишь за счет изменения длины вант и схемы их соединений с элементами.

Источники информации:

1.Патент США № 3063521, класс 52-646, опублик. 1962.

2.Патент США № 3771243, М.кл. Е04Н 12/18, опублик. 1973 (прототип).

Claims (3)

1. Элемент трансформируемой вантово-стержневой конструкции, содержащий полый стержень с вантами и закрепленной внутри него пружиной, связанной по меньшей мере с одной вантой и обеспечивающей трансформацию конструкции из компактного состояния в эксплуатационное путем втягивания этой ванты внутрь стержня, отличающийся тем, что содержит фиксатор, соединенный с пружиной и/или с вантой, установленный внутри полого стержня с возможностью скольжения в его полости вдоль линии действия пружины в одном направлении и заклинивания в этой полости при сдвиге в обратном направлении, причем фиксатор снабжен одной или несколькими упругими мембранами, закрепленными в нем в своей центральной части, а краями в эксплуатационном состоянии наклонно касающимися внутренней поверхности полого стержня.

2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности полого стержня выполнены поперечные канавки, например, в виде резьбы, в которые наклонно упираются края мембран.

3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что полость стержня имеет два расширения, расположенные в местах соответствующих крайним положением мембран фиксатора внутри стержня и обеспечивающие распрямление краев мембран с последующим изменением направления их наклона и сменой направлений скольжения и заклинивания фиксатора внутри стержня на противоположные.