Конструктивный узел и способ его сборки

Изобретение относится к конструктивным узлам и способу их сборки, и направлено на повышение надежности соединения элементов между собой. Узел содержит первый элемент узла и второй элемент узла, соединенные друг с другом с помощью соединительного устройства, содержащего первый соединительный элемент и второй соединительный элемент, где первый соединительный элемент имеет первый сегмент, неподвижно размещенный в первом элементе узла, и второй сегмент, размещенный во втором элементе узла, а второй соединительный элемент имеет по меньшей мере один соединяющий сегмент, размещенный в упомянутом втором элементе узла. Второй сегмент первого соединительного элемента содержит одно или более углублений, выполненных с возможностью размещения в них соответствующего участка соединяющего сегмента второго соединительного элемента и сцепления с ним, чтобы тем самым предотвратить разъединение между первым элементом узла и вторым элементом узла, ограничивая отвод первого соединительного элемента из второго элемента узла. Первый элемент узла представляет собой головную трубу рамы велосипеда, а второй элемент узла представляет собой раму велосипеда, и оба элемента узла выполнены из картона. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к конструктивным узлам и способу их сборки, в частности, к картонным конструкциям, используемым для транспортного средства, приводимого в движение мускульной силой человека.

Общее описание

Согласно одному аспекту настоящей заявки, обеспечивается узел содержащий, первый элемент узла и второй элемент узла, соединенные друг с другом с помощью соединительного устройства, содержащего первый соединительный элемент и второй соединительный элемент, где первый соединительный элемент имеет первый сегмент, неподвижно размещенный в первом элементе узла, и второй сегмент, размещенный во втором элементе узла, а второй соединительный элемент имеет по меньшей мере один соединяющий сегмент, размещенный в упомянутом втором элементе узла, причем второй сегмент первого соединительного элемента содержит одно или более углублений, выполненных с возможностью размещения в них соответствующего участка соединяющего сегмента второго соединительного элемента и сцепления с ним, чтобы тем самым предотвратить разъединение между первым элементом узла и вторым элементом узла, ограничивая отвод первого соединительного элемента из второго элемента узла.

Каждый из первых соединительных элементов может проходить вдоль продольной оси, и упомянутое сцепление блокирует их осевой отвод вдоль упомянутой оси. Второй соединительный элемент может размещаться так, что оси первого и второго соединительных элементов или по меньшей мере их воображаемые продолжения пересекаются друг с другом или имеют по меньшей мере одну проекцию, в которой они явно пересекаются друг с другом.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, устройство может быть такое что, форма поперечного сечения одного или более углублений соответствует по форме и размеру форме поперечного сечения соединителя, размещенного в нем.

Следует принимать во внимание, что форма поперечного сечения удлиненных соединителей, в направлении, перпендикулярном к их продольной оси, может быть различной конструкции, например, правильной многоугольной формы, круглой, овальной и т.д.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, первый соединительный элемент может выступать из первого элемента узла, в то время как второй соединительный элемент полностью размещается во втором элементе узла. Кроме того, первый соединительный элемент может формироваться с углублением, выполненным с возможностью размещения в нем участка второго соединителя.

Узел, согласно другим вариантам осуществления изобретения, может быть таким, что первый элемент узла обеспечивается с набором первых соединителей и второй элемент узла обеспечивается с соответствующим набором вторых соединителей выполненных с возможностью зацепления с набором первых соединителей.

Когда узел используется для транспортного средства приводимого мышечной силой человека, такого как велосипед, первый элемент узла может быть, согласно варианту осуществления изобретения, головной трубой рамы велосипеда и второй элемент узла может быть рамой велосипеда.

Любой из элементов узла может выполняться из бумажного и измельчаемого материала, такого как картон или органического материала, такого как дерево.

Чтобы вместить соединители в соответствующие элементы узла, согласно варианту осуществления изобретения, второй элемент узла может предварительно формироваться с первым набором отверстий, выполненных с возможностью размещения в них набора первых соединителей и вторым набором отверстий, выполненных с возможностью размещения в них набора вторых соединителей.

В ином случае, согласно другому варианту осуществления изобретения, вторые соединители могут выполняться с возможностью формирования отверстий во втором элементе в процессе сборки, после их вставки во второй элемент узла.

Устройство может быть таким, что, когда соединители сцепляются, по меньшей мере соединители, которые формируются с углублением, предотвращают перемещение вдоль его продольной оси.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, весь узел может дополнительно обеспечиваться покрывающим элементом, охватывающим первый и второй элементы узла таким образом, чтобы ограничить движение по меньшей мере одного из первого и второго соединителей.

В соответствии с другим аспектом настоящей заявки, здесь предлагается способ сборки конструкции, содержащий этапы, на которых:

- обеспечивают первый элемент узла и второй элемент узла;

- снабжают первый элемент узла одним или более первых соединителей так, чтобы иметь первый сегмент, размещенный первом элементе узла, и второй сегмент, выступающий из первого элемента узла, причем по меньшей мере один из указанных одного или более первых соединителей содержит углубление;

- вставляют второй сегмент указанного одного или более первых соединителей во второй элемент, так что указанное одно или более углублений размещаются в нем;

- вставляют один или более вторых соединителей во второй элемент узла, так, чтобы они были размещены в соответствующем одном или более углублениях первых соединителей.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, способ включает в себя предварительное формирование отверстий по меньшей мере во втором элементе узла.

Каждый из первых соединителей, в соответствии с вариантом осуществления изобретения, может иметь первую продольную ось и каждый из вторых соединителей имеет вторую продольную ось, так что при сборке, первая ось и вторая ось пересекаются друг с другом или имеют по меньшей мере один вид, в котором они явно пересекаются друг с другом.

Способ может дополнительно включать в себя обеспечение покрывающим элементом, охватывающим часть первого элемента узла и второго элемента узла.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания изобретения, раскрытого в материалах настоящей заявки, и в качестве примера его использования на практике, будут описаны варианты осуществления изобретения, только в качестве не ограничивающего примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1А представляет собой схематический вид изометрии велосипеда содержащего узел объекта изобретения настоящей заявки;

Фиг. 1В представляет собой схематический вид в изометрии некоторых элементов узла, показанного на Фиг. 1А;

Фиг. 1С представляет собой схематический вид в увеличенном масштабе детали А, показанной на Фиг. 1В;

Фиг. 1D-1F представляют собой схематический вид изометрии детали А, показанной на Фиг. 1С, с некоторыми постепенно убранными компонентами, для более ясного представления узла; и

Фиг. 1G представляет собой схематический вид изометрии несущей рамы.

Подробное описание вариантов осуществления

Внимание в первую очередь обращается на Фиг. 1А, на которой показан велосипед, в целом обозначенный позицией 1 и содержащий несущую раму 20, руль 60 и головную трубу 10 рамы, шарнирно соединенную с несущей рамой 20 при помощи уникального узла настоящей заявки. Головная труба 10 рамы выполнена с возможностью приема через нее вала 60 руля, чтобы позволить ему вращаться для изменения направления движения велосипеда 1.

Следует отметить, что в то время как в стандартных велосипедах головная труба рамы обычно выполнена как одно целое с несущей рамой (при помощи сварки), в настоящей конструкции, головная труба 10 рамы представляет собой отдельный компонент, который представляет собой узел совместно с несущей рамой 20.

Как описано ранее в заявке US 2011/0133427 заявителя, велосипед может выполняться преимущественно из бумажного или измельчаемого материала, такого как картон, и вышеупомянутый узел может быть особенно полезен для такого типа велосипедов. Элементы рамы подобного рода описаны в заявках РСТ заявителя WO 2014/061012 и PCT/IL/2013/050823. Однако следует понимать, что такой тип сборки не ограничивается картонными велосипедами и может аналогично применяться в любой конструкции.

С конкретной ссылкой, сделанной на Фиг. 1D-1F, головная труба 10 рамы, содержащая тонкостенную трубу 12, которая проходит вдоль продольной оси X₁, которая обычно имеет вертикальную ориентацию, когда велосипед располагается на опорной поверхности, такой как земля, полость 17 трубки выполнена для приема в нее вала руля.

Теперь внимание обращается на Фиг. 1G, на которой показана несущая рама 20, содержащая перекладину 22, нижнюю трубу 24 рамы и участок 26 передней рамы. Участок 26 передней рамы содержит первый набор приемных отверстий 27, выполненных с возможностью размещения в них соответствующих сегментов основных элементов 34 соединения, и второй набор приемных отверстий 28, выполненных с возможностью размещения в них вспомогательных элементов 32 соединения.

Следует отметить, что первые приемные отверстия 27 проходят в целом в плоскости, определяемой несущей рамой 20 (т.е. определяемой при помощи перекладины 22 и нижней трубы 24), тогда как вторые приемные отверстия 28 проходят перпендикулярно выше определенной плоскости и проходят через участок 26 передней рамы.

Теперь возвращаясь к Фиг. 1D-1F, в узле, головная труба 10 рамы обеспечивается четырьмя основными элементами 34 соединения, которые приспособлены для частичного размещения в тонкостенной трубке 12 и выступают оттуда в направлении, обычно перпендикулярном к главной оси X₁. Каждый из четырех основных элементов 34 соединения имеет продольную ось Xb и содержит два углубления 36, образованных на двух разнесенных местах расположения вдоль продольной оси Xb.

Основные элементы 34 соединения выполнены с возможностью зацепления с четырьмя соответствующими вспомогательными элементами 32 соединения (показаны на Фиг. 1Е) с помощью углублений 36 круглого поперечного сечения, которые выполнены так, чтобы быть дополнением к поперечному сечению вспомогательных элементов 32 соединения, которые должны вмещаться в него.

Следует отметить, что в то время как элементы 32, 34 соединения, описанные выше, показаны, как имеющие круглое поперечное сечение, это не является обязательным, и могут рассматриваться элементы соединения других поперечных сечений (например, треугольного, прямоугольного, овального и т.д.). Также следует принимать во внимание, что форма поперечного сечения элементов соединения может отличаться от одного элемента соединения к другому, и единственным требованием является то, что форма поперечного сечения углублений должна дополнять форму поперечного сечения соединительного элемента, с которым она зацепляется.

В следующем этапе сборки, головная труба 10 рамы вместе с основными элементами 34 соединения шарнирно соединяется с несущей рамой 20, вставляя основные элементы 34 соединения в первые принимающие отверстия 27 до центрирования углублений 36 со вторыми принимающими отверстиями 28. В этом положении, вспомогательные элементы 32 соединения могут вставляться во вторые принимающие отверстия 28, проходя через участок передней рамы 26.

После вставки, участок каждого вспомогательного элемента 32 соединения размещается в углублениях 36 первого элемента 34 соединения, тем самым предотвращая извлечение первых элементов 34 соединения из участка 26 передней рамы вдоль продольной оси Xb, и, следовательно, предотвращая расцепление между всей головной трубой 10 рамы и несущей рамой 20.

В целях обеспечения соединения между несущей рамой 20 и головной трубой 10 рамы, обеспечивается покрывающий элемент 50 охватывающий обе головные трубы 10 рамы и часть участка 26 передней рамы, полностью покрывающий вторые принимающие отверстия 28, тем самым предотвращая извлечение вспомогательных элементов 32 соединения из участка 26 передней рамы вдоль продольной оси Ха.

Покрывающий элемент 50 может присоединяться к головной трубе 10 рамы и несущей раме 20 любым известным способом, например, с помощью клея.

Следует понимать, что вышеописанный узел может обеспечиваться не только между головной трубой рамы 10 и несущей рамой 20 велосипеда 1, но и применим для различных узлов велосипеда 1.

Специалистам в данной области техники, к которой относится данное изобретение, будет понятно, что многочисленные изменения, вариации и модификации могут выполняться без отхода от объема изобретения, с соответствующими изменениями.

1. Узел, содержащий первый элемент узла и второй элемент узла, соединенные друг с другом с помощью соединительного устройства, содержащего первый соединительный элемент и второй соединительный элемент, где первый соединительный элемент имеет первый сегмент, неподвижно размещенный в первом элементе узла, и второй сегмент, размещенный во втором элементе узла, а второй соединительный элемент имеет по меньшей мере один соединяющий сегмент, размещенный в упомянутом втором элементе узла, причем второй сегмент первого соединительного элемента содержит одно или более углублений, выполненных с возможностью размещения в них соответствующего участка соединяющего сегмента второго соединительного элемента и сцепления с ним, чтобы тем самым предотвратить разъединение между первым элементом узла и вторым элементом узла, ограничивая отвод первого соединительного элемента из второго элемента узла, при этом первый элемент узла представляет собой головную трубу рамы велосипеда, а второй элемент узла представляет собой раму велосипеда, и оба элемента узла выполнены из картона.

2. Узел по п. 1, в котором каждый из первых элементов соединения проходит вдоль продольной оси, и упомянутое сцепление блокирует их осевой отвод.

3. Узел по п. 1, в котором второй соединитель вытянут, при этом оси первого и второго соединительных элементов или по меньшей мере их воображаемые продолжения пересекают друг друга или имеют по меньшей мере одну проекцию, в которой они явно пересекают друг друга.

4. Узел по п. 1 или 2, в котором форма поперечного сечения одного или более углублений соответствует по форме и размеру форме поперечного сечения соединителя, размещенного в нем.

5. Узел по любому из пп. 1-3, в котором форма поперечного сечения соединителей в направлении, перпендикулярном к продольной оси, представляет собой правильную многоугольную форму.

6. Узел по любому из пп. 1-3, в котором форма поперечного сечения соединителей в направлении, перпендикулярном к продольной оси, является круглой или овальной.

7. Узел по любому из пп. 1-6, в котором первый соединитель выступает из первого элемента узла, в то время как второй соединитель полностью размещается во втором элементе узла.

8. Узел по п. 7, в котором первый соединитель выполнен с углублением, выполненным с возможностью размещения в нем участка второго соединителя.

9. Узел по любому из пп. 1-8, в котором первый элемент узла обеспечен набором первых соединителей, и второй элемент узла обеспечен соответствующим набором вторых соединителей, выполненных с возможностью зацепления с набором первых соединителей.

10. Узел по любому из пп. 1-9, в котором по меньшей мере один из первых и вторых соединителей выполнен из органического материала.

11. Узел по п. 10, в котором органический материал представляет собой дерево.

12. Узел по п. 10, в котором органический материал представляет собой картон.

13. Узел по любому из пп. 1-12, в котором второй элемент узла предварительно сформирован с первым набором отверстий, выполненных с возможностью размещения в них набора первых соединителей, и вторым набором отверстий, выполненных с возможностью размещения в них набора вторых соединителей.

14. Узел по любому из пп. 1-12, в котором вторые соединители выполнены с возможностью формирования отверстий во втором элементе в процессе сборки.

15. Узел по любому из пп. 1-12, в котором, когда соединители сцеплены, по меньшей мере соединители, которые сформированы с углублением, предотвращаются от перемещения вдоль их продольной оси.

16. Узел по любому из пп. 1-15, в котором узел обеспечен покрывающим элементом, охватывающим первый и второй элементы узла, чтобы ограничить движение по меньшей мере одного из первого и второго соединителей.

17. Способ сборки конструкции, содержащий этапы, на которых:

- обеспечивают головную трубу рамы велосипеда и раму велосипеда, при этом каждую из головной трубы рамы и рамы велосипеда выполняют из картона;

- снабжают головную трубу рамы одним или более первых соединителей так, чтобы иметь первый сегмент, размещенный в головной трубе рамы, и второй сегмент, выступающий из головной трубы рамы, причем по меньшей мере один из указанных одного или более первых соединителей содержит углубление;

- вставляют второй сегмент указанных одного или более первых соединителей в раму, так что указанные одно или более углублений размещаются в ней;

- вставляют один или более вторых соединителей в раму, так чтобы они были размещены в соответствующем одном или более углублениях первых соединителей.

18. Способ по п. 17, включающий в себя предварительное формирование отверстий по меньшей мере в раме.

19. Способ по п. 17 или 18, в котором первые соединители, каждый, имеют первую продольную ось, и вторые соединители, каждый, имеют вторую продольную ось, так что при сборке первая ось и вторая ось пересекаются друг с другом или имеют по меньшей мере один вид, в котором они явно пересекаются друг с другом.

20. Способ по любому из пп. 17-19, включающий в себя обеспечение покрывающего элемента, охватывающего часть головной трубы рамы и рамы.