МОДУЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ СТУПЕНЕЙ ЛЕСТНИЦЫ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при монтаже лестниц для соединения внутренних помещений разного уровня, а также наружных лестниц дачных и коттеджных строений.
Известен патент США №4296577 «Основа винтовой лестницы», МПК E04F 11/00, опубл. 27.10.1981 г. Лестница требует закрепления только в верхнем и нижнем конце. Винтовая лестница включает множество секций для крепления ступеней, каждая секция содержит первую вертикальную трубу и вторую вертикальную трубу, расположенную на расстоянии от оси первой трубы и горизонтальный элемент, который соединяет верхнюю часть первой трубы и нижнюю часть второй трубы. Множество идентичных секций собраны и соединены между собой нижней частью первой трубы и верхней частью второй трубы. Для этого к внутреннему диаметру верхнего конца второй трубы жестко прикреплена выступающая дополнительная труба, на которую надевается нижняя часть первой трубы второй секции и стопорится винтом в радиальном направлении.
Жесткость этой конструкции ограничивает размеры лестницы и потребует дополнительных опор для укрепления и обеспечения безопасности эксплуатации.
Основание для ступени лестницы в виде модуля, известное из патента ЕР №0866194, опубл. 23.09.1996 г., МПК E04F 11/035, содержит вертикальную цилиндрическую трубу, на верхушке которой имеется неподвижная горизонтальная опорная плита для ступени. Труба соединена с двумя параллельными стенками, которые выступают в горизонтальном направлении из-под горизонтальной плиты, к стенкам присоединен с помощью винтовых соединений элемент в виде хомута, который охватывает вертикальную трубу соседнего модуля и зажимает ее в необходимом положении путем стягивания параллельных стенок между собой болтом с гайкой. Таким образом, модули соединяются между собой, образуя ступени лестницы, при этом труба последующего модуля может быть повернута на нужный угол, образуя поворот лестницы. Ширину шага регулируют, изменяя с помощью винтовых соединений длину хомута. Горизонтальная опорная плита для ступени сделана из металлической пластины и имеет несколько ребер жесткости.
Недостатком этой модульной лестницы является увеличение числа винтовых соединений, которые повышают трудоемкость сборки и снижают надежность конструкции.
Известен, взятый за прототип, опорный модуль для ступеней лестницы, патент РФ на полезную модель №86209, МПК E04F 11/035, опубл. 27.08.2009 г. Опорный модуль состоит из двух вертикальных отрезков труб одинакового диаметра, соединенных друг с другом профилем с помощью сварки, в один из вертикальных отрезков трубы вставлен и зафиксирован промежуточный отрезок трубы для соединения модулей между собой путем одевания на него отрезка трубы последующего опорного модуля, при этом высоту шага лестницы регулируют путем предварительной установки на промежуточную трубу колец, а внутренняя часть модуля разделена пополам прорезью вдоль горизонтальной оси симметрии.
Задача предложенной полезной модели расширение арсенала строительных средств и создание простой модульной конструкции для ступеней лестницы, с расширением возможности формообразования при проектировании, сокращение времени сборки, и с обеспечением надежности при эксплуатации лестницы за счет жесткости, устойчивости и прочности соединений.
По первому варианту поставленная задача решается усовершенствованием модуля для ступеней лестницы за счет того, что модульная конструкция ступеней лестницы состоит из двух вертикальных отрезков труб круглого сечения одинакового диаметра, соединенных друг с другом горизонтально ориентированным профилем с помощью сварки, внутренняя часть модуля разделена пополам прорезью, выполненной в профиле, ориентированной по горизонтальной оси симметрии, и в стенках вертикальных отрезков труб, а для образования ступеней лестницы вертикальные отрезки труб предыдущего и последующего модулей насаживают в требуемом по высоте и углу поворота положении относительно друг друга на соединительную трубу, в виде отрезка, меньшего диаметра, охватывая ее, подобно хомуту, и зажимают, путем стягивания обеих половин модуля между собой фиксирующими элементами, установленными на профиле, при этом для усиления фиксации на внутренних стенках вертикальных труб модуля наварен вертикальный сварочный шов, а соединительная труба к верхнему торцу, которой приварена опорная плита для крепления ступени, имеет возможность поворота, независимо от положения модуля,
Поставленная задача по второму варианту решается также за счет того, что для образования ступеней винтовой лестницы, как в первом варианте, один вертикальный отрезок трубы модуля насаживают на первую соединительную трубу меньшего диаметра, выполненную в виде отрезка трубы, охватывая ее, подобно хомуту, к верхнему торцу которой приварена опорная плита для крепления ступени лестницы, а, в отличие от первого варианта, другой вертикальный отрезок трубы модуля насаживают с поворотом на вторую соединительную трубу меньшего диаметра, установленную в виде вертикального столба, охватывая ее, подобно хомуту.
Для устойчивости ступеней опорная плита, которая при ходьбе будет испытывать поперечные нагрузки, должна иметь форму, расширяющуюся от оси трубы и иметь определенную толщину, а также может быть подкреплена ребрами жесткости или ориентирована вдоль расположения ступени. Если опорная плита имеет предпочтительную прямоугольную форму, вытянутую вдоль ступени, и приварена к верхней части одной из вертикальных труб модуля, то при формировании поворота лестницы одновременно будет поворачиваться и опорная плита, которая займет положение, не соответствующее направлению ступени и части опорной плиты будут выступать из-под поверхности ступени, которые придется срезать, что приведет к потере устойчивости и времени при монтаже.
Это ограничивает возможности сооружения винтовых лестниц без дополнительного подкрепления, а также изменения ее формы, в части угла разворота, при проектировании и планировки лестницы в соответствии с предлагаемым местом установки, или потребует определенных форм и размеров опорной плиты для сохранения устойчивости.
В конструкции предлагаемой полезной модели эта проблема решена за счет независимости поворота соединительной трубы меньшего диаметра, с жестко соединенной с ней опорной плитой, относительно углового положения модуля.
Прорези, выполненные в стенках обеих отрезках труб вертикально по всей длине, а также, сопряженные с ними, прорези вдоль самого профиля по направлению горизонтальной оси симметрии, разделяют внутреннюю часть модуля, на две половины, превращая отрезки труб в хомуты. Благодаря такой конструкции модуля, увеличивается контактная площадь соединения внутренних поверхностей деталей модуля с внешней поверхностью соединительной трубы, путем обжатия последней, что препятствует образованию моментов изгиба при передвижении по лестнице и повышается жесткость модульной конструкции.
Вертикальный сварочный шов, наваренный на внутренних стенках вертикальных труб, усиливает прочность зажатия и фиксацию соединительной трубы за счет пластической деформации сварочного шва и врезания его в материал внутренней стенки соединительной трубы. Такой прием также исключает ошибки, связанные с силой затягивания фиксирующих элементов при монтаже.
Полезная модель поясняется чертежами.
Фиг.1 - Общий вид модуля
Фиг.2 - Модульная конструкция ступеней лестницы, общий вид.
Фиг.3 - Винтовая лестница, вариант.
Модуль состоит из двух вертикальных отрезков труб круглого сечения одинакового диаметра 1 и 2, соединенных друг с другом горизонтально ориентированным профилем 3 с помощью сварки, внутренняя часть модуля разделена пополам прорезью 4, выполненной в стенках вертикальных отрезков труб 1 и 2 и, сопряженной с ними прорезью 5 в профиле 3, ориентированной по горизонтальной оси симметрии, а для образования ступеней вертикальные отрезки труб предыдущего и последующего модулей насаживают на соединительную трубу 6, Фиг.2, меньшего диаметра и зажимают ее в определенном положении по высоте и углу поворота путем стягивания, подобно хомуту, половин внутренней части каждого модуля, фиксирующими элементами 7, установленными на профиле 3. Для усиления фиксации на внутренних стенках вертикальных труб 1 и 2 наварен вертикальный сварочный шов 8, а к верхнему торцу соединительной трубы 6 приварена опорная плита 9 для крепления ступени.
Для варианта винтовой лестницы. Фиг.3, аналогично первому варианту один вертикальный отрезок трубы 2 модуля насажен на соединительную трубу меньшего диаметра в виде отрезка 6 с приваренной сверху опорной плитой 9 для крепления ступени 10, охватывает его, подобно хомуту, и зажимает, в требуемом, по углу поворота положении, независимо от углового положения модуля в составе лестницы, при этом также, аналогично первому варианту, для усиления фиксации на внутренних стенках вертикальных труб модулей 1 и 2 наварен вертикальный сварочный шов. В отличие от первого варианта, другой вертикальный отрезок трубы 1 модуля насажен на соединительную трубу в виде вертикального столба 11, охватывает ее, подобно хомуту, и аналогичным образом зажимает.
Пример реализации полезной модели.
Элементы конструкции опорного модуля изготавливают из стальных труб с последующим эмалевым покрытием. Устанавливают на некотором расстоянии между собой вертикально ориентированные отрезки труб 1 и 2, навстречу вертикальными прорезями 4 и с наваренными швами 8, с помощью профиля 3 способом сварки соединяют их между собой. В качестве профиля используют два металлических швеллера, изделие коробчатого П-образного сечения, приваривая их с зазором между горизонтальными полками, образуя прорезь 5, сопряженную с прорезями 4, выполненными в стенках труб 1 и 2, которые разделяют модуль изнутри на две одинаковые части, симметричные относительно горизонтальной оси симметрии. Ширина прорези должна быть не менее 5-8 мм, а сварочный шов выступать не более чем на 1-1,5 мм. Длину швеллеров подбирают для получения комфортной длины шага.
Для соединения модулей между собой и образования опор для ступеней лестницы вертикальные отрезки труб модулей, предыдущего 2 и последующего 1, насаживают на соединительную трубу 6 меньшего диаметра с приваренной сверху опорной плитой 9 и фиксируют ее в определенном положении по высоте шага, возможно с установкой дистанционных колец, не показаны, и углу поворота модуля путем стягивания, подобно хомуту, половин внутренней части каждого модуля, фиксирующими элементами в виде болта и гайки, установленными в отверстия 7 на профиле 3. Диаметр соединительной трубы 6 позволяет свободно вставлять ее в отрезки труб модуля с учетом толщины наваренного сварочного шва, она может вращаться независимо от угла поворота модулей. Ее разворачивают таким образом, чтобы опорная плита 9 была ориентирована вдоль ступеней, при окончательном затягивании болтовых соединений наваренные швы 8 вминаются в стенку соединительной трубы 6, подобно струбцине с фиксирующими зубьями, и делают соединение труб высокопрочным.
Нижний и верхний модули прочно закрепляют соответственно, на уровне пола и потолка, и последовательно собирают между ними лестницу, соединяя модули между собой с помощью соединительных труб, образуя ступени нужной высоты с поворотом, согласно проекту. Соединительные трубы, благодаря их независимому вращению, фиксируют в положении, с учетом требуемой ориентации опорной плиты, и затем окончательно затягивают болтовые соединения, диапазон затяжки которых обеспечен толщиной прорези.
Для образования винтовой лестницы по второму варианту в один из отрезков трубы модуля вставляют отрезок соединительной трубы с приваренной сверху опорной плитой для крепления ступени, и фиксируют его требуемом положении, второй отрезок трубы модуля насаживают на вертикальный столб, образуя винтовой поворот ступени. Собирают лестницу последовательным закреплением модулей на вертикальном столбе. Затем окончательно затягивают болтовые соединения и прочно закрепляют вертикальный столб.
Из приведенного примера реализации видно, что предлагаемая модульная конструкция для ступеней лестницы позволяет на месте быстро смонтировать, а при необходимости демонтировать и видоизменить лестницу. Расширяются возможности формообразования при проектировании. Все конструктивные элементы просты в монтаже, изготавливают их известными технологическими приемами из покупных изделий. Размеры деталей могут быть любыми, в зависимости от требований. Заявляемая полезная модель обеспечивает прочность, жесткость, устойчивость конструкции и надежность эксплуатации лестницы, которая может быть смонтирована прямолинейно, с поворотом, в виде винтовой лестницы или в сочетании этих участков.