SE524073C2 - System för lösbar sammanfogning av balkar med kvadratisk eller rektangulär tvärsektion - Google Patents

Description

canon 10 15 20 25 30 524 073 2 Svetsförband är för närvarande den vanligaste förbandstypen vid hålprofilbalkar av stål. De har hög hållfasthet och är relativt billiga att framställa. Dock är de inte löstagbara och fyller därför inte kraven vid behov av ombyggbarhet.

Bultförband är också vanliga och ger likaså möjlighet till hållfasta fogar. De kan utformas med bultar som går genom hål i balkamas sidor eller genom hål i flänsar som är svetsade till balkamas sidor. Ombyggbarheten är dock kraftigt beskuren av att nya hål, som regel, måste borras för varje nytt monteringsläge. De fyller således inte kraven vid behov av ombyggbarhet.

Friktionsförband, till vilka den aktuella uppfinningen hör, ger principiellt möjlighet till god ombyggbarhet och justerbarhet. Detta illustreras av att flera framgångsrika byggsatssystem för aluminiumprofiler utnyttjar friktionsförband för delamas hopfästning, US200 l/0025406Al. l dessa profiler får fástanordningar i form av exempelvis ankarmuttrar med tillhörande spänndon angripa i spår som löper i profilemas längdríktning. I spåren kan fästanordningarna förskjutas till valbara lägen vilket ger god ombyggbarhet.

De typer av friktionsförband som har utvecklats för sammanfogning av aluminiumprofiler kan dock inte användas vid stålprofiler med kvadratiskt eller rektangulärt tvärsnitt Dessa profiler saknar de längsgående spår där fastanordningar kan angripa. Som alternativ vid aktuella hålprofiler i stål har man ibland konstruerat friktionsförband med omslutande anordningar som applicerar krafi över balkamas tvärsnitt och därigenom skapar de friktionskrafter som erfordras. Sådana, helt eller delvis, omslutande fästanordningar, har i vissa fall utformats så som ok som håller stålbalkar pressade mot varandra med hjälp av sammandragande bultar. De har också tillämpats med hjälp av vanliga skruvtvingar och klampor, som pressar samman balkar mot varandra och därigenom håller dem låsta med hjälp av friktion.

Problemet med nämnda omslutande fástanordningar är att de, i hittillsvarande utformning, har fått relativt stora mått i förhållande till sin hållfasthet. De har därför ofta inte kunnat ges jämbördiga hållfasthetsvärden med balkama. De har heller inte kunnat ges en tillräckligt generell utformning för att motsvara kraven på variation i tillämpningar där ombyggbarhet fordras. Möjligheten att med ett rimligt antal olika fåstanordningar kunna ansluta ett stort antal olika balkdimensioner i varierande monteringslägen har inte kunnat uppfyllas. Lagerhållning av fårdigtillverkade fástanordningar, for ändamålet, har av samma skäl inte varit möjlig. 10 15 20 25 30 524 073 BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är att lösa de problem som finns vid tidigare kända lösningar för lösbar sammanfogning av stålbalkar. Detta görs genom ett system i enlighet med patentkrav I.

Föreliggande uppfinning avser ett modulärt fästsystem för sammanfogning av hålprofilbalkar av stål med kvadratiskt eller rektangulärt tvärsnitt, till ramverk för bärande funktioner i maskiner och andra industriella utrustningar. Fästsystemet ger, genom kombination av friktionslåsning och formlåsning, möjlighet att uppnå de hållfasthetsvärden, som motsvarar kraven i krävande industriella tillämpningar. Det ger samtidigt möjlighet att lossa fogama så att ramverken kan byggas om i nya strukturer och även justeras till förhöjd noggrannhet.

Balkar med olika mått och olika vinkelräta monteringslägen kan, tack vare modulär utformning, som ligger i uppfinningstanken, förenas med varandra till starkt variabla strukturer av ramverk. Genom denna modulära utformning uppnås samtidigt att antalet olika byggdelar, som fordras i systemet, blir måttligt. I sin tur medför detta att fästsystemets delar kan tillverkas som standardprodukter, varigenom tillverkningskostnaden reduceras och lagerhållning av delama möjliggörs. Delama kan också lagerhållas varigenom de blir tillgängliga för användning med kort varseltid.

Uppfinningen utgörs av ett system av fästanordningar för sammanbyggnad av balkar till ramverk i varierbara strukturer för industriella tillämpningar. Balkama består av kvadratiska eller rektangulära hålprofiler av stål med kantlängder som är multiplar av en bestämd modullängd.

Fästanordningama innefattar särskilt utformade fästplattor, vars huvudmått utgör multiplar av halva modullängden. De monteras parvis på motstående sidor av balkarna och dras samman med bultar. Dragkraften i bultarna ger upphov till fasthållande friktionskrafter i kontaktytoma mellan fästplattoma och balkarna. Fasthållningen förstärks ytterligare av stoppskruvar eller kilanordningar, som utgår från utstående kanter eller klackar vid fästplattorna och ger formbestämd låsning av balkama.

Föreningspunkter för balkar i ramverk skapas genom att fástplattor vid respektive balk läggs an vid varandra och låses i vinkelräta eller parallella lägen med hjälp av låselement i neutralplanet mellan de anliggande fästplattorna. Dessa låselement utgörs av invändigt 10 15 20 25 524 075 4 gängade hylsor som passar till uttag i fástplattorna. Hylsoma utgör samtidigt förankring till bultama som drar samman fästplattoma vid respektive balk.

Genom uppfinningen möjliggörs att högkvalitativa ramverk kan byggas i varierbara utföringsformer med hjälp av ett litet antal olika dimensioner av fästelement. Sålunda ges förutsättningar för serietillverkning och lagerhållning av fästelementen. De får därmed låga tillverkningskostnader och blir snabbt tillgängliga för användning.

KORT FIGURBESKRIVNING F ig. 1 visar i en perspektivvy ett utförande av en fästanordning i det uppfinningsenliga systemet F ig. 2 visar samma fästanordning i genomskäming Fig. 3 visar olika utföranden av låselement i perspektivvy Fi g. 4 visar i en perspektivvy en första utföringsfonn för en fästplatta Fig. 5 visar mot varandra monterade fästplattor i perspektivvy Fig. 6 visar i en perspektivvy två balkar sammanfogade med det uppfinningsenliga systemet Fig. 7 visar i en perspektivvy tre balkar sammanfogade med det uppfinningsenliga systemet Fig. 8 visar i en perspektivvy ett ramverk i enlighet med uppfinningen Fig. 9 visar altemativa utföranden av låselement Fig. 10 visar ett altemativt utförande av låselement Fig. ll visar i en perspektivvy en andra utföringsform av fästplatta Fig. 12 visar en andra utföringsfonn av läsningen av fästplattan relativt balken.

Fi g. 13 visar den andra utföringsforinen i en vy uppifrån BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Uppfinningens utformning och ytterligare fördelar beskrivs nedan mer i detalj i anslutning till figurerna 1-13.

F ig 1. illustrerar ett rekommenderat utförande av en fástanordning i det uppfinningsenliga systemet. Fyra fästplattor 1 av lika slag, håller parvis två korsande balkar, 2 fixerade mellan sig med hjälp av hopdragande bultar 3 och 9. Från fästplattornas sidor utgår längsgående lister 4, i balkarnas huvudsakliga riktningar. nosen 10 15 20 25 30 524 073 5 Fig 2 illustrerar samma montage av fastanordningen sedd i genomskäming. Dragkraften i bultama 3 och 9 ger upphov till fasthållande friktionskrafier i kontaktytoma 21 mellan fástplattoma och balkama. Fasthållningen mot sidorörelser förstärks av att stoppskruvar 5, enligt ett rekommenderat utförande, utgår från de längsgående listema 4 och ger formbestämd låsning till balkama. Stoppskruvarna 5 har också användning för att tillfälligt hålla fast fástplattoma 1 under deras montering. Stoppskruvama 5 används även till att, vid behov, justera fástplattornas sidolägen relativt balkama.

Ytterligare på fi g 2 visas hur fastplattoma 1, på ömse sidor av balkama, kan dras samman mot varandra enligt två olika altemativ. Det primära altemativet visas på den vänstra delen av fig 2. I detta fall tar de hopdragande bultama 3 fäste, från varsitt håll, i gängade hylsor 6 som är gemensamma för de båda balkama 2 och har sin plats vid de två intilliggande fästplattomas respektive motvända ytor 30, Dessa hylsor 6, som förstorat visas på utsnittet Detail B i fig 2, har invändigt gängor 8 som passar till bultarna 3. Hylsoma 6 passar till uttag 10 i fästplattoma och gör att de båda intilliggande fästplattoma 1 formbestämt hålls i fixerade mot sidorörelser relativt varandra längs med delningsplanet 7..

Det sekundära altemativet för fástplattomas 1 sammandragning mot varandra illustreras på den högra delen av fig 2. I detta fall används längre sammandragande bultar 9, vilka går genom hela förbandet och drar det samman. Dessa bultar förankras i gängade hylsor, 12, som förstorat visas på utsnittet Detail C i tig 2, och som likt hylsoma 6 också är invändigt gängade och passar till uttagen 10 i fästplattan. l uttagen 10 i de intilliggande fástplattorna 1 motvända ytor 30 används då hylsor 13, som likt hylsoma 6 passar till uttagen 10 men har frigångshål 22 utan gänga. Dessa hylsor 13 håller därvid de båda fástplattoma l formbestämt fixerade gentemot sidorörelser längs med delningsplanet 7.

Genom det sekundära sammansättningsaltemativet möjliggörs att föreningspunkter av balkar monteras på platser där åtkomlighet bara finns från ett håll. Det möjliggör också att man, med hjälp av ytterligare förlängda bultar, kan bygga korsningsknutar med tre eller flera förenade balkar.

Fig 3 illustrerar, mer detaljerat, hur hylsoma 6, 12 och 13 enligt det rekommenderade alternativet är utformade. De har cylindrisk ytteryta 1 1 och en längsgående slits 17 för att ta upp de mindre skillnader i lägen och diametrar, som kan finnas mellan hylsoma och deras 10 15 20 25 30 524 073 6 anslutande uttag i fästplattoma. Hylsoma kan givetvis också utformas utan längsgående slits, vilket i så fall kräver större noggrannhet i delamas tillverkning men i stället ger större styvhet och hållfasthet i förbandet.

Längden av hylsoma 6 och 13, är i rekommenderat utförande, något kortare än det sammantagna djupet av uttagen 10 vari de har sin placering. Sålunda bildas ett mindre axiellt spel 20, vid ändytorna 31 av hylsoma 6 och 13 gentemot bottenytan 32 i uttagen 10. Den mothållande tryckkraften till spännkraften i bultama 3 eller 9 kommer således i det rekommenderade utformningen av uppfinningen ej att passera hylsoma 6 och 13. Den gåri stället över de båda intilliggande fästplattomas ytterytor 30 och göra att dessa ytor går i kontakt med varandra i delningsplanet 7. Därigenom bestäms balkamas 2 läge, med avseende på inbördes avstånd, av fåstplattornas tjocklek. Det utbildas friktionskrafter mellan de båda ytterytorna 30 vilket bidrar till förbandets sammanhållning.

Fästsystemets komponenter är inordnade i ett övergripande modulsystem som ökar kombinerbarheten och minskar antalet varianter av systemets komponenter. Detta modulsystem har en gemensam modullängd m, som i praktiska fall kan vara ettjämnt mått t. ex 50 mm. Balkamas bredd och en höjd ska vara multiplar av den valda modullängden m och kan då uttryckas som m*B respektive m*H.

Fig 4 visar de nominella måtten för en fästplatta, som är utformad i enlighet med modulsystemets regler. Plattans bredd är m*(B+l) och dess längd är likaså en multipel L av modullängden dvs den har längden m*L. Det framgår vidare att hålen för de sammanhållande bultama 3 eller 9 ligger på ett avstånd som, i breddled, kan uttryckas med sambandet m*(B+l) - 2*G där G är avståndet från hälcentrum till plattans kant. På motsvarande sätt uttrycks hålavståndet i längdled med sambandet m*L-2*G. Ytterligare framgår av fig 4 att nominella materialtjockleken i plattan är m*0,5 samt att bredden mellan de båda listema 4 är m*B-FT. Måttet T är ett litet spel som möjliggör att fästplattor kan monteras vid balkama även när dessa har vissa övermått relativt de nominella måtten. Spelet T möjliggör även vissa mindre lägesförskjutning av fästplattoma i sidled, med hjälp av stoppskruvama 5.

F ig 5 visar hur man kan kombinera två korsande balkdimensioner, den ena med bredden m*B och den andra med bredden m*B”. Detta möjliggörs genom att den förstnämnda plattans längd, som enligt modulsystemets princip kan skrivas m*L, väljs för att passa den andra 10 15 20 25 30 u o 524 073 ä; ¿:: 7 plattans bredd, dvs m*(B'+1). På samma sätt väljs den andra plattans längd, som kan skrivas m*L' till den första plattans bredd, m*(B+l). Hålavståndet i längdled för den första plattan kan då uttryckas med formeln m*(B'+l)-2*G, vilket är samma formel som anger hålavståndet i breddled för den andra plattan. På samma sätt kan hålavståndet i längdled för den andra plattan kan då uttryckas med formeln m*(B+l)-2*G, vilket är samma formel som anger hålavståndet i breddled fór den första plattan. De båda anliggande plattoma får således, med modulsystemets princip, sammanfallande (koaxiala) hålpositioner, som möjliggör att fástplattor 1 ur modulsystemets måttserie kan bilda korsningspunkter där de sammandragande bultar 3, 9 och tillhörande styrande hylsor har gemensam modulbestämd hålbild. Därigenom reduceras antalet varianter av fåstelement jämfört med vad som hade krävts utan modulbestämd måttserie och utan den beskrivna enhetliga regeln för fástplattomas mått och hålbild.

Fig 6 illustrerar hur man kan placera fástplattoma enligt modulsystemet så att balkar hålls i parallella lägen på modullängds avstånd och hur man även kan kombinera fåstplattor av grövre dimension som spänner fast balkama i annan huvudriktning. Genom dessa olikriktade monteringssätt utökas kombinerbarheten utan att antalet byggdelar i det modulära fästsystemet måste utökas.

Fig 7 visar hur flera mindre balkar enligt modulsystemets måttserie, vid behov, kan läggas invid varandra för att ge ökad styvhet och styrka.

Fig 8 visar översiktligt ytterligare exempel på hur fästsystemet kan användas för att kombinera balkar med olika dimensioner enligt modulsystemets regler till ramverk enligt specifika behov.

Fig 9 illustrerar en variant inom det modulära fästsystemet där hylsoma i fig 3, 6, 12 och 13 förses med svagt konisk ytteryta., l4, l5, och l6. Denna koniska utformning är aktuell när man enklare vill kunna ta isär tidigare monterade förband. Anslutande uttag 10 i fästplattoma ska då också vara koniska.

Fig 10 illustrerar ett altemativt utförande av det modulära fästsystemet, som fås när hylsoma 6 och 13 utformas så att de inte bara håller de motställda fástplattoma formbestämt fixerade mot inbördes sidorörelser utmed delningsplanet 7 utan även håller deras lägen tvärs detta delningsplan fixerat. Ett utföringssätt enligt detta altemativ visas på den vänstra sidan av figurl 0. Det består i att de cylindriska hylsoma 6, 13 har gjorts så mycket längre att det axiella 10 15 20 25 524 073 8 spelet 20 elimineras. Samtidigt har tjockleken i materialet i fästplattoma 1 gjorts mindre. Då utbildas kontakt mellan ändytor 31 vid hylsoma 6, 13 och bottenytoma 32 i uttagen 10.

Samtidigt uppstår ett spel mellan ytoma 30 på de intilliggande fästplattoma vid delningsplanet 7. Denna utfomming har fördelar i de fall då man av hållfasthetsskäl kan acceptera lägre materialtjocklek i plattorna och man samtidigt, av kostnadsskäl, vill reducera kraven på planhet av plattomas ytterytor 30 utmed delningsplanet 7.

En annan utformning av hylsoma 6 och 13, som också ger, av hylsoma själva, bestämt avstånd mellan de intilliggande fästplattor illustreras på högra sidan av fig 10. Här är hylsoma- försedda med ett centralt brätte 22 som har motriktade axiella skuldror 23, vilka verkar mot bearbetade anslagsytor 24 på fästplattoma 1. Detta utformningssätt kan ha tillverkningstekniska fördelar.

Fig. 11 visar en variant 25 av fästplattan l, som i stället för längsgående lister 4 har hömklackar 26 med motsvarande funktion. Detta utformningssätt möjliggör att varje fästplatta enligt modulsystemet, som inte är kvadratisk, kan användas för två olika balkdimensioner.

Antalet olika fästplattor för att täcka de olika dimensionsaltemativen i korsningspunkter för balkar blir därmed ytterlighare reducerat.

Dock blir tillgängligt utrymme för att fästa stoppskruvar för formlåst fasthållning vid sidolaster, av det slag som beskrivits i anslutning till fig. 2 mindre. Stoppskruvar 5 för huvudsakligen fasthållning under monteringen av förbandet kan likväl sättas så som illustreras vid klackama 26 på fig 1 1.

Fig 12 och 13 illustrerar ett altemativ till stoppskruvarna 5 i form av kilar 27 som pressas ned mot sneda ytor 28 vid hömklackama 26 eller, på likartat sätt, vid de på fig 1 illustrerade listema 4. Dessa kilar kan slås fast eller tryckas in till lämpligt djup med hjälp av särskilda verktyg och kan även lossas med särskilda, verktyg. inom uppfinningsidén finns möjlighet att trycka in kilama från andra riktningar än den på fig 12 illustrerade, vilket i vissa fall har fördelar ur åtkomlighetssynpunkt.

Claims (1)

1. 0 15 20 -' 25 soon: so: 524 073 PATENTKRAV

1. System för lösbar sammanfogning av balkar (2) med kvadratisk och/eller rektangulär tvärsektion innefattande för respektive balk två eller flera fästplattor (1) parvis monterade på motstående sidor av balken (1) och fixerade utmed balken medelst ett via sammandragande bultar (3, 9)upprätthållet friktionsförband, varvid respektive fástplatta innefattar en första yta (21), vars utsträckning i åtminstone en riktning motsvarar en multipel av en balkbredd, och en från balken vänd andra yta (30), kännetecknad av att två eller flera balkar är inrättade att sammanfogas i vinkelräta och/eller parallella lägen medelst åtminstone två mot varandra anordnade fästplattor (2), vilka är inrättade att anligga mot varandra utmed respektive andra yta (30)och vars inbördes lägen fixeras medelst låselement (6, 13) i uttag (10) i de mot varandra vända andra sidorna (30) av fästplattoma, vilka låselement även bildar förankring för de sammandragande bultama. System enligt patentkrav 1, varvid låselementen utgörs av invändigt gängade hylsor (6). System enligt patentkrav 2, varvid tästplattan innefattar i respektive höm av plattan anordnade klackar (26). System enligt patentkrav 3, varvid stoppskruvar (5) utgående från klackama (26) är inrättade att fixera balkarnas läge i tvärgående riktning i friktionsförbandet, varigenom formbestämd låsning av balkama uppnås. System enligt patentkrav 3, varvid kilar (27) utgående från klackama (26) är inrättade att fixera balkamas läge i tvärgående riktning i friktionsförbandet, varigenom fonnbestämd låsning av balkama (2) uppnås. System enligt något av patentkraven 2-5, varvid hylsorna (6, 12, 13) har en längsgående slits l7. System enligt något av föregående patentkrav, varvid balkama (2) utgörs av hålprofilbalkar