Модульная секция лестницы

Полезная модель относится к наземному оборудованию зданий и может быть использована при сооружении внутренних и наружных лестниц с применением сборных модульных секций. Технический результат - повышение конструкционной прочности лестницы. Модульная секция лестницы состоит из двух стальных вертикальных полых элементов круглого сечения, первый из которых выполнен в виде полого цилиндра, имеющего верхнее основание и внутренний диаметр, на 1-3 мм превышающий внешний диаметр верхней части второго вертикального полого элемента, а второй - в виде профиля ступенчато-переменного сечения, образованного одинаковым внутренним диаметром по всей высоте элемента, постоянной толщиной стенки, составляющей не менее 3,5 мм, - в нижней части элемента и постоянной толщиной стенки, составляющей 2-3 мм, - в верхней части элемента, снабженная приспособлением для крепления ступени и соединительным элементом, жестко соединяющим первый вертикальный полый элемент с нижней частью второго вертикального полого элемента. Технический результат достигается тем, что приспособление для крепления ступени выполнено в виде пластины с двумя параллельными, опорными для ступени, выштампованными ребрами жесткости, направленными вдоль ширины лестницы. 3 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к наземному оборудованию зданий и может быть использована при сооружении внутренних и наружных лестниц с применением сборных модульных секций.

Сборные модульные секции широко используются при сооружении внутренних и наружных лестниц.

Так, известна модульная секция лестницы, в которой каждый опорный элемент содержит трубчатые элементы, жестко соединенные между собой металлическими полосами, при этом трубчатые элементы смежных верхнего и нижнего опорных элементов соединены пропущенными сквозь них стержнями и стянуты гайками на резьбовых концах стержней (патент РФ 44343).

Известна модульная секция лестницы, в которой опорный трубчатый элемент выполнен в виде цилиндра с конусной внешней поверхностью со стороны одного торца и внутренним отверстием с конусной поверхностью со стороны другого торца для размещения в нем части цилиндра с конусной внешней поверхностью другой ступени (патент РФ 38796).

Известна также модульная секция лестницы, в которой звенья выполнены в виде кронштейнов, содержащих горизонтальную полку с установленной на ней жесткой пластиной-ступенью и вертикальную опору в виде полого цилиндра, который нижним концом вставлен во втулку, размещенную в горизонтальной полке нижерасположенного кронштейна, и зафиксирован относительно последнею посредством пропущенного сквозь цилиндр центрального стержня (патент РФ 830).

Перечисленные известные модульные секции металлоемки, имеют значительную массу, что осложняет их транспортировку, сборку лестницы и снижает возможную высоту всей лестницы в связи со значительной нагрузкой на нижнюю секцию.

Кроме того, известна модульная секция лестницы, состоящая из двух стаканов, изготовленных из труб и соединенных друг с другом патрубком с помощью сварки, при этом один стакан имеет направляющую в форме цилиндра, изготовленную из труб, и приваренную с внутренней стороны стакана, на которую «надевается» верхняя секция и стягивается соосно с нижней крепежным болтом с шайбой и гайкой (опубликованная заявка на выдачу патента РФ на изобретение 2003123168).

Недостатками указанной известной модульной секции лестницы являются повышенная металлоемкость конструкции и возможность нарушения соосности элемента «стакан с направляющей» при его изготовлении. Повышенная металлоемкость обусловлена наличием «лишнего» металла в виде дна у двух стаканов, двойных стенок в месте совмещения стакана с направляющей и отсутствие оправданных ограничений размеров толщины стенок стаканов.

Известна также модульная секция лестницы, состоящая из двух стальных вертикальных полых элементов круглого сечения, выполненных в виде отрезков труб, жестко соединенных между собой посредством соединительного элемента; вертикальные отрезки труб каждой секции выполнены разного диаметра с возможностью надевания трубы последующей секции на трубу предыдущей, причем соотношение диаметров вертикальных труб выбирают из интервала 0,7-1,3, при этом расстояние между трубами в направлении, перпендикулярном их осям, имеет фиксированную величину, равную 80-250 мм (патент РФ 58140).

В описании полезной модели по патенту РФ 58140 указывается, что конструктивные детали модулей изготавливают из листового проката, углеродистой стали С 38/23 по ГОСТ 380 с толщиной 3,5 мм и стальных труб с толщиной стенки 3,5 мм. Образующаяся двойная толщина (7 мм) стенки вертикального элемента конструкции в сборке его со смежной модульной секцией неоправданно увеличивает металлоемкость конструкции без увеличения ее надежности, что осложняет сборку лестницы и транспортировку модульных секций, снижает общую высоту лестницы. При выполнении вертикальных элементов в виде отрезков труб с меньшей толщиной стенки снижается надежность всего сооружения (лестницы). Уменьшение надежности конструкции в еще большей степени будет наблюдаться при выполнении крепления (в том числе, сварного) соединительного устройства к стенке элемента, имеющей недостаточную толщину. Кроме того, соотношение диаметров вертикальных отрезков труб выбирают из интервала 0,7-1,3. Однако разница в диаметрах труб в 30% (отношение диаметров 0,7 или 1,3, что является равноценным), хотя и обеспечивает легкую сборку и разборку конструкции, но, при неоправданном увеличении металлоемкости конструкции, явно нарушает ее «устойчивость и пространственную неизменность без дополнительных приспособлений, инструментов и крепежных изделий», как это декларируется в описании полезной модели. При условии, что вертикальные отрезки труб каждой секции должны быть выполнены разного диаметра с возможностью надевания трубы последующей секции на трубу предыдущей, по крайней мере, соотношение 1 и близкие к нему, с учетом толщины стенки труб, должны быть исключены из указанного интервала. Однако минимально и максимально допустимые зазоры (разница в величине внутреннего диаметра одного и внешнего диаметра другого вертикальных элементов) в описании полезной модели не оговариваются, что не обеспечивает во всем заявленном интервале соотношений диаметров одновременной устойчивости конструкции и легкости ее сборки, т.е. эксплуатационной надежности.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является известная модульная секция лестницы, состоящая из двух стальных вертикальных полых элементов круглого сечения, первый из которых выполнен в виде полого цилиндра, имеющего верхнее основание и внутренний диаметр, на 1-3 мм превышающий внешний диаметр верхней части второго вертикального полого элемента, а второй - в виде профиля ступенчато-переменного сечения, образованного одинаковым внутренним диаметром по всей высоте элемента, постоянной толщиной стенки, составляющей не менее 3,5 мм, - в нижней части элемента и постоянной толщиной стенки, составляющей 2-3 мм, - в верхней части элемента, снабженная приспособлением для крепления ступени и соединительным элементом, жестко соединяющим первый вертикальный полый элемент с нижней частью второго вертикального полого элемента (патент РФ 84886 - прототип). Приспособление для крепления ступени выполнено в виде площадки, что не обеспечивает должную прочность конструкции, приводит к раскачиванию ступеней при длительном использовании, т.е. к снижению безопасности использования лестницы.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание безопасной конструкции.

Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в повышении конструкционной прочности лестницы.

Указанный технический результат достигается тем, что в модульной секции лестницы, состоящей из двух стальных вертикальных полых элементов круглого сечения, первый из которых выполнен в виде полого цилиндра, имеющего верхнее основание и внутренний диаметр, на 1-3 мм превышающий внешний диаметр верхней части второго вертикального полого элемента, а второй - в виде профиля ступенчато-переменного сечения, образованного одинаковым внутренним диаметром по всей высоте элемента, постоянной толщиной стенки, составляющей не менее 3,5 мм, - в нижней части элемента и постоянной толщиной стенки, составляющей 2-3 мм, - в верхней части элемента, снабженной площадкой для крепления ступени и соединительным элементом, жестко соединяющим первый вертикальный полый элемент с нижней частью второго вертикального полого элемента, приспособление для крепления ступени выполнено в виде пластины с двумя параллельными, опорными для ступени, выштампованными ребрами жесткости, направленными вдоль ширины лестницы.

Модульная секция лестницы может быть дополнительно снабжена приспособлением, фиксирующим положение смежных модульных секций относительно друг друга, что предотвращает их вращение, т.е. дополнительно повышает прочность конструкции. Могут быть использованы любые подходящие приспособления, например, фиксирующие болты. Для этой цели первые вертикальные полые элементы могут быть выполнены с отверстиями для фиксирующих болтов.

Первый вертикальный полый элемент может представлять собой специально изготовленное изделие в виде полого цилиндра с верхним основанием или верхнее основание первого вертикального полого элемента может быть изготовлено отдельно, выполнено в виде пластины круглой формы и прикреплено методом сварки к внутренней поверхности элемента. В приспособлении для крепления ступени и указанном верхнем основании выполнены соответствующие отверстия для их соединения с помощью резьбовых приспособлений. Например, на верхнее основание первого вертикального полого элемента может наваривается четыре гайки М8 для фиксации приспособления крепления ступени болтами.

Соединительный элемент модульной секции может быть выполнен различно, например: в виде одной или более, предпочтительно двух, стальных пластин (стенок), в виде патрубка и т.п.

Расстояние между первым и вторым элементами в направлении, перпендикулярном их осям, рассчитывается в каждом конкретном случае отдельно с учетом материала ступеней лестницы, их желаемого и допустимого размеров и необходимого уровня устойчивости.

Высота первого вертикального полого элемента, предпочтительно, равна высоте верхней части второго вертикального полого элемента.

Первый вертикальный полый элемент может представлять собой отрезок стальной трубы необходимого типоразмера или специально изготовленное изделие, в частности, в случае выполнения его в виде полого цилиндра с верхним основанием. Варьирование толщины стенки этого элемента в пределах 2-3,5 мм также может дополнительно снизить металлоемкость конструкции. Второй вертикальный полый элемент представляет собой специально изготовленное стальное профильное изделие ступенчато-переменного сечения за счет различного по высоте внешнего диаметра и одинакового по высоте внутреннего диаметра. Минимальная толщина стенки его верхней части 2 мм, что позволяет сохранить прочность конструкции, избежав излишнего ее утяжеления. Максимальная толщина стенки верхней части второго вертикального полого элемента составляет 3 мм, поскольку снижение металлоемкости конструкции при большей толщине стенки не является достаточным, чтобы компенсировать затраты на изготовление профильного изделия.

Переход от верхней части второго вертикального полого элемента к его нижней части, предпочтительно, выполнен по углу более 90° в продольном сечении элемента, что исключит наличие горизонтальной «ступени» и предотвратит при эксплуатации лестницы скопление грязи в месте перехода. Верхняя и нижняя кромки нижней части элемента могут быть скруглены с целью повышения безопасности работы при сооружении лестницы и при ее эксплуатации.

Первый вертикальный полый элемент выполнен с внутренним диаметром, на 1-3 мм превышающим внешний диаметр верхней части второго вертикального полого элемента, что обеспечивает легкость сборки, пространственную устойчивость и оптимальную металлоемкость конструкции.

Для доказательства достижения технического результата были изготовлены две серии модульных секций лестницы из стали Ст3 ГОСТ 9650-80. Сборка осуществлялась в соответствии с патентом РФ 58140.

Первая серия включала модульные секции по прототипу - патент РФ 84886, каждая из которых состояла из двух стальных вертикальных полых элементов круглого сечения, первый из которых выполнен в виде полого цилиндра, имеющего верхнее основание и внутренний диаметр, на 2 мм превышающий внешний диаметр верхней части второго вертикального полого элемента, а второй - в виде профиля ступенчато-переменного сечения, образованного одинаковым внутренним диаметром по всей высоте элемента, постоянной толщиной стенки, составляющей 3,5 мм, - в нижней части элемента и постоянной толщиной стенки, составляющей 2,5 мм, - в верхней части элемента и была снабжена соединительным элементом, жестко соединяющим первый вертикальный полый элемент с нижней частью второго вертикального полого элемента, и приспособлением для крепления ступени в виде площадки.

Вторая серия (по предлагаемой полезной модели) включала модульные секции, которые отличались от вышеуказанных только тем, что были снабжены приспособлением для крепления ступени в виде пластины толщиной 6 мм с двумя параллельными, опорными для ступени, выштампованными ребрами жесткости, направленными вдоль ширины лестницы. В приспособлении для крепления ступени и верхнем основании выполнены соответствующие отверстия для их соединения. На верхнее основание первого вертикального полого элемента наварены четыре гайки М8 для фиксации приспособления для крепления ступени болтами. Приспособление для крепления ступени изготовлено на оборудовании гильотина, пресс, вертикально-сверлильный станок.

Испытанию подвергались две лестницы, каждая из которых состояла из модульных секций одной серии. Ступени лестницы, выполненной из модульных секций по прототипу, уже вначале испытаний «пружинят», а при нагрузке 250 кг явно наблюдается потеря прочности конструкции. Лестница, выполненная из модульных секций по предлагаемой полезной модели, сохраняла свою конструкционную прочность при длительных испытаниях при нагрузке 250 кг. Этот результат был достигнут благодаря наличию на пластине - приспособлении для крепления ступени, - двух выштампованных ребер жесткости, направленных вдоль ширины лестницы и являющихся опорными для ступени, и объясняется известным влиянием ребер жесткости на устойчивость пластинки при поперечной нагрузке (статья Пластинки» в Большой Советской Энциклопедии, Мобильная версия Яндекс, 2001).

1. Модульная секция лестницы, состоящая из двух стальных вертикальных полых элементов круглого сечения, первый из которых выполнен в виде полого цилиндра, имеющего верхнее основание и внутренний диаметр, на 1-3 мм превышающий внешний диаметр верхней части второго вертикального полого элемента, а второй - в виде профиля ступенчато-переменного сечения, образованного одинаковым внутренним диаметром по всей высоте элемента, постоянной толщиной стенки, составляющей не менее 3,5 мм, в нижней части элемента, и постоянной толщиной стенки, составляющей 2-3 мм, в верхней части элемента, снабженная приспособлением для крепления ступени и соединительным элементом, жестко соединяющим первый вертикальный полый элемент с нижней частью второго вертикального полого элемента, отличающаяся тем, что приспособление для крепления ступени выполнено в виде пластины с двумя параллельными опорными для ступени выштампованными ребрами жесткости, направленными вдоль ширины лестницы.

2. Модульная секция лестницы по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена приспособлением, фиксирующим положение смежных модульных секций относительно друг друга.

3. Модульная секция лестницы по п.1, отличающаяся тем, что соединительный элемент выполнен в виде одной или более стальных стенок.

4. Модульная секция лестницы по п.1, отличающаяся тем, что соединительный элемент выполнен в виде патрубка.