Опорная конструкция

Опорная конструкция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к элементам опорных конструкций.

В качестве элементов опорных конструкций могут быть использованы полые экструдированные брусья. В полость элемента опорной конструкции может быть установлена усилительная втулка (проставка), обеспечивающая дополнительную опору, перенос механической нагрузки в точке крепления элемента к опорной конструкции и т.д. В целом может быть желательно обеспечить удержание усилительной втулки в определенном месте в полости или рядом с каким-то местом. Например, может быть желательным удерживать усилительную втулку на отверстии в опорном элементе или рядом с ним. Однако наличие напряжений на отверстии или рядом с ним может привести к возникновению в элементе таких дефектов, как трещины и т.д., например, в случае изготовления элемента из экструдированного алюминия. Такие дефекты, в свою очередь, могут негативно отразиться на характеристиках опорной конструкции.

Раскрытие изобретения

Предложена опорная конструкция, которая включает в себя:

элемент, экструдированный вдоль оси и имеющий полость;

отверстие, проходящее через элемент в полость и имеющее первую сторону с первой кривизной и вторую сторону со второй кривизной;

усилительную втулку с открытым концом, вставленную в полость так, что ее открытый конец расположен под отверстием;

причем после отбортовки отверстия первая сторона отверстия образует первый отогнутый край в открытом конце усилительной втулки, а вторая сторона образует второй отогнутый край в открытом конце усилительной втулки, которые обеспечивают удержание усилительной втулки в нужном месте или рядом с ним.

Первый отогнутый край может проходить внутрь открытого конца усилительной втулки на первую глубину, а второй отогнутый край - внутрь открытого конца усилительной втулки на вторую глубину, причем первая глубина может быть меньше второй глубины.

Первый отогнутый край может иметь первую поверхность с первой кривизной, а второй отогнутый край может иметь вторую поверхность со второй кривизной.

Отверстие может также иметь пятую сторону с третьей кривизной. При этом третья кривизна может быть выпуклой по отношению к первой и второй кривизне, а пятая сторона может соединять первую сторону и вторую сторону.

Первая и вторая кривизна при этом могут быть образованы, соответственно, первым и вторым радиусами первой и второй окружностей, где первая и вторая окружности имеют общую центральную точку. Третья кривизна может представлять собой дугу третьей окружности, где длина радиуса R₃ третьей окружности определена по формуле R₃=(R₁-R₂)/Z, где R₂ - длина второго радиуса, R₁ - длина первого радиуса, a Z - коэффициент расстояния. В одном примере Z может быть равно 0,8.

Первая и вторая кривизна могут быть образованы, соответственно, первым и вторым радиусами первой и второй окружностей, где первая и вторая окружности имеют общую центральную точку.

Отверстие также может иметь третью сторону и четвертую сторону, где третья сторона расположена напротив первой стороны и в целом параллельна оси экструдирования, а четвертая сторона расположена напротив второй стороны и в целом перпендикулярна оси экструдирования.

Экструдированный элемент опорной конструкции может быть изготовлен из алюминия, а опорная конструкция может иметь в целом прямоугольное поперечное сечение.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлен общий вид примера опорной конструкции.

На Фиг. 2 представлен общий вид сверху примера верхней поверхности элемента, на котором показано отверстие.

На Фиг. 3 представлен общий вид примера верхней поверхности элемента после отбортовки отверстия в элементе.

На Фиг. 4 представлен общий вид примера нижней поверхности элемента.

Осуществление изобретения

На Фиг. 1 представлен общий вид примера опорной конструкции 10. Опорная конструкция 10 включает в себя элемент 12, изготовленный путем экструдирования вдоль продольной оси А. Элемент 12 имеет полость 14. Элемент 12 имеет по существу прямоугольное поперечное сечение и включает в себя в целом плоскую верхнюю поверхность 16. Внутри полости 14 может быть размещена одна или несколько усилительных втулок 36, например, как также показано на Фиг. 1, в полость 14 элемента 12 были вставлены две усилительные втулки 36 для обеспечения локализованного укрепления и опоры.

Как видно на Фиг. 2, верхняя поверхность 16 элемента 12 содержит отверстие 18 в полость 14. Отверстие 18 имеет несколько дугообразно изогнутых сторон, каждая из которых образует дугу, задаваемую частью одной из нескольких окружностей с центральной точкой D. Соответственно, первая сторона 20 имеет первую кривизну. Точка F расположена примерно посередине между крайними точками стороны 20. Касательная G, проходящая через точку F, по существу параллельна продольной оси А элемента 12. Отверстие 18 также имеет вторую сторону 22, которая имеет вторую кривизну. Точка Н расположена примерно посередине между крайними точками стороны 22. Касательная K, проходящая через точку Н, по существу перпендикулярна продольной оси А. Кроме того, в примере на Фиг. 2 отверстие 18 имеет третью сторону 24, диаметрально противоположную первой стороне 20 относительно оси, и четвертую сторону 26, диаметрально противоположную второй стороне 22 относительно оси.

Продолжая рассматривать Фиг. 2, можно отметить, что дуги первой окружности В образуют первую сторону 20 и третью сторону 24 отверстия 18. Дуги второй окружности С образуют вторую сторону 22 и четвертую сторону 26 отверстия 18. Первая окружность В и вторая окружность С имеют общую центральную точку D, при этом первая окружность имеет первый радиус R₁, а вторая окружность имеет второй радиус R₂. Два радиуса R₁, R₂ имеют разную длину, например, как показано на Фиг. 2, первый радиус R₁ больше второго радиуса R₂.

Кроме того, отверстие 18 в элементе 12 имеет соединительные стороны 28, 30, 32 и 34. Пятая сторона 28, соединяющая четвертую сторону 26 и первую сторону 20, имеет выпуклую кривизну относительно четвертой стороны 26 и первой стороны 20. Шестая сторона 30, седьмая сторона 32 и восьмая сторона 34 соединяют первую сторону 20 и вторую сторону 22, вторую сторону 22 и третью сторону 24, третью сторону 24 и четвертую сторону 26, соответственно. Шестая сторона 30, седьмая сторона 32 и восьмая сторона 34 аналогичным образом являются выпуклыми по отношению к соединяемым ими сторонам. Кроме того, пятая сторона 28, шестая сторона 30, седьмая сторона 32 и восьмая сторона 34 отверстия 18 имеют третью кривизну и образованы дугами окружности Е с радиусом R₃. В общем случае радиус R₃ меньше радиусов R₁ и R₂, например, его длина может составлять половину длины двух других радиусов или меньше. Например, радиус R₃ может иметь длину, заданную следующей формулой:

R₃=(R₁-R₂)/Z,

где R₂ - длина второго радиуса, R₁ - длина первого радиуса, a Z - коэффициент расстояния. Значение Z может быть определено опытным путем. Например, в одном варианте было обнаружено, что чтобы в элементе 12 не образовывались трещины и щели, значение Z для получения радиуса R₃ должно быть равным 0,8.

На Фиг. 1 показано, что в полость 14 элемента 12 можно установить одну или несколько усилительных втулок 36 или других подходящих элементов, вставляемых или иным образом располагаемых внутри элемента 12. Усилительные втулки 36 обеспечивают локализованную жесткость и прочность элемента 12 таким образом, чтобы опорная конструкция 10 могла, кроме прочего, лучше выдерживать нагрузки. В примере на Фиг. 1 усилительные втулки 36 вставлены в полость 14 элемента 12 и расположены под отверстиями 18. После установки усилительной втулки 36 в нужное положение относительно отверстия 18 данное отверстие 18 может быть отбортовано таким образом, чтобы загнуть стороны 20, 22, 24, 26, 28, 30 и 32 внутрь в открытый конец 38 усилительной втулки 36 для обеспечения механической фиксации усилительной втулки 36 в нужном месте на элементе 12 или рядом с ним. Диаметр открытого конца 38 усилительной втулки 36 в целом незначительно превышает диаметр первой окружности В. Соответственно, как будет сказано ниже со ссылкой на Фиг. 4, после отбортовки отверстия 18 стороны 20, 22, 24, 26, 28, 30 и 32 отверстия 18 элемента 12 образуют края, отогнутые в открытый конец 38 усилительной втулки 36, удерживающие усилительную втулку в нужном месте или рядом с ним.

На Фиг. 3 представлен общий вид верхней поверхности 16 элемента 12 после отбортовки отверстия 18 и создания отогнутых краев 42, 44, 46, и 48 на каждой стороне 20, 22, 24, и 26, соответственно. Отогнутые края 42, 44, 46, и 48 закрепляют усилительную втулку 36 в нужном месте в элементе 12 или рядом с ним. Как показано на Фиг. 3, вторая сторона 22 отверстия 18 проходит на первую глубину в открытый конец усилительной втулки 36, дальше, чем вторая глубина, на которую проходит первая сторона 20, за счет чего отогнутый край 44 имеет первую кривизну, которая больше, чем вторая кривизна отогнутого края 42. Аналогичным образом отогнутый край 48, образованный на стороне 26, проходит в отверстие 18 примерно на первую глубину отогнутого края 44 и имеет примерно первую кривизну, а отогнутый край 46 проходит в отверстие 18 примерно на вторую глубину. Эта разница в кривизне и глубине отогнутых краев является результатом того, что, как было сказано выше, радиус R₂ меньше радиуса R₁.

На Фиг. 4 представлен общий вид нижней поверхности 40 элемента 12. На данном изображении показан открытый конец 38 усилительной втулки 36, а также стороны 22, 24 и 26 отверстия 18. После отбортовки первая сторона 20 образует первый отогнутый край 42, вторая сторона 22 образует второй отогнутый край 44, третья сторона 24 образует третий отогнутый край 46, а четвертая сторона 26 образует четвертый отогнутый край 48, которые обеспечивают механическую фиксацию усилительной втулки 36.

Использование в настоящем документе наречия «по существу» перед прилагательным указывает на то, что форма или конструкция может несколько отличаться от указанной геометрии из-за дефектов материалов, обработки, производства и т.д.

Одинаковыми ссылочными позициями на сопроводительных чертежах обозначены аналогичные элементы. Кроме того, во все или некоторые элементы могут быть внесены изменения. Таким образом, следует понимать, что описание приведено выше в целях наглядности, а не ограничения. Многие варианты осуществления и способы применения, отличные от указанных примеров, станут очевидными после ознакомления с вышеприведенным описанием. Объем изобретения должен определяться не на основании приведенного выше описания, а на основании прилагаемой формулы изобретения наряду с полным объемом эквивалентов, на которые она распространяется. Предполагается и имеется в виду, что описываемые технологии могут быть развиты и усовершенствованы в будущем, причем раскрытые системы и способы будут включены в подобные будущие варианты реализации. Таким образом, следует понимать, что применение изобретения может быть изменено и модифицировано.

Все термины, применяемые в формуле изобретения, следует понимать в их наиболее широких разумных толкованиях и их обычных значениях, как это понимают специалисты в данной области техники, если иное явно не указано в описании изобретения. В частности, использование слов «какой-либо», «данный», «вышеуказанный» и т.д. надо понимать как один или несколько указанных элементов, если в формуле не указано иное.

1. Опорная конструкция, содержащая:

элемент, экструдированный вдоль оси экструдирования и имеющий полость;

отверстие, проходящее через элемент в полость и имеющее первую сторону с первой кривизной и вторую сторону со второй кривизной;

усилительную втулку с открытым концом, вставленную в полость так, что ее открытый конец расположен под отверстием;

причем когда первая и вторая стороны отверстия деформированы в полость, первая сторона отверстия образует первый отогнутый край в открытом конце усилительной втулки, проходящий на первую глубину, а вторая сторона образует второй отогнутый край в открытом конце усилительной втулки, проходящий на вторую глубину, при этом первая глубина меньше второй глубины.

2. Опорная конструкция по п.1, в которой первый отогнутый край имеет первую поверхность с первой кривизной, а второй отогнутый край имеет вторую поверхность со второй кривизной.

3. Опорная конструкция по п.1, в которой отверстие имеет еще одну сторону с третьей кривизной.

4. Опорная конструкция по п.3, в которой третья кривизна является выпуклой по отношению к первой и второй кривизне.

5. Опорная конструкция по п.4, в которой указанная еще одна сторона соединяет первую сторону и вторую сторону.

6. Опорная конструкция по п.5, в которой первая и вторая кривизна образованы, соответственно, первым и вторым радиусами первой и второй окружностей, причем первая и вторая окружности имеют общую центральную точку, а третья кривизна представляет собой дугу третьей окружности, при этом длина радиуса R₃ третьей окружности определена по формуле R₃=(R₁-R₂)/Z, где R₂ - длина второго радиуса, R₁ - длина первого радиуса, а Z - коэффициент расстояния.

7. Опорная конструкция по п.6, в которой Z=0,8.

8. Опорная конструкция по п.1, в которой первая и вторая кривизна образованы, соответственно, первым и вторым радиусами первой и второй окружностей, причем первая и вторая окружности имеют общую центральную точку.

9. Опорная конструкция по п.8, в которой отверстие дополнительно имеет третью сторону и четвертую сторону, причем третья сторона расположена напротив первой стороны и в основном параллельна оси экструдирования, а четвертая сторона расположена напротив второй стороны и в основном перпендикулярна оси экструдирования.

10. Опорная конструкция по п.1, в которой элемент изготовлен из алюминия.

11. Опорная конструкция по п.1, в которой элемент имеет в основном прямоугольное поперечное сечение.