Универсальный силовой узел соединения перекрестных элементов

Область техники
Полезная модель относится к машиностроению и строительству, в частности к универсальному узлу для соединения пересекающихся в пространстве конструктивных элементов, например ригелей со стойками подъемной платформы для инвалидов-колясочников наклонного типа монтируемой с помощью крепления к ступенькам лестницы.
Уровень техники
Известен самоцентрирующийся узел соединения стыковых перекрестных элементов быстровозводимого сооружения каркасного типа, содержащий выступающие элементы, принимающие пространства для выступающих элементов, и хомут, отличающийся тем, что принимающие пространства для выступающих элементов выполнены в виде профильной трубы прямоугольного или квадратного сечения, а выступающие элементы выполнены в виде труб геометрически подобного сечения в количестве n=(1-4) и снабжены центрирующими накладками для компенсации сборочных зазоров, при этом хомут размещен на гнездах, вырезанных на внешних ребрах профильной трубы принимающего пространства для выступающих элементов (RU, патент № 52032, опубл. 10.03.2006).
Причины, по которым нельзя достичь технический результат, является невозможность изменения ортогонального и углового взаимного расположения соединяемых элементов конструкции при монтаже, а также ослабление конструкции в узлах крепления, обусловленное тем, что сопряжение соединяемых деталей с соединительными элементами, осуществляется только по концам (торцам) соединяемых деталей, а также необходимостью выполнения крепежных отверстий на соединяемых деталях.
Известен строительный элемент, состоящий из двух гнутых Ʃ-образных профилей, контактирующих между собой стенками и полками, отличающийся тем, что крепление профилей осуществляют посредством отгибов, полученных при образовании отверстий на стенках одного профиля, которые в свою очередь проходят через отверстия другого профиля и завальцованы на наружной поверхности последнего (RU, заявка № 2007114383, дата публикации заявки: 27.10.2008).
Причины, по которым нельзя достичь технического результата, является невозможность изменения ортогонального и углового взаимного расположения соединяемых элементов конструкции при монтаже, а также ослабление конструкции в узлах крепления, обусловленное тем, что сопряжение соединяемых деталей с соединительными элементами осуществляется только по концам (торцам) соединяемых деталей, а также необходимостью выполнения крепежных отверстий на соединяемых деталях.
Известно соединение быстровозводимых строительных конструкций, включающее, по меньшей мере, два первых крепежных элемента, каждый из которых представляет собой пластину с расходящимися концами, соединенными с вертикальной опорой, отличающееся тем, что включает, по меньшей мере, один второй крепежный элемент, представляющий собой трапециевидный лоток, открытый сверху, и с одной из сторон снабженный средствами крепления горизонтальной балки, при этом второй крепежный элемент соединен разъемно с вертикальной опорой и первыми крепежными элементами, причем между вторым крепежным элементом и вертикальной опорой и расходящимися концами первых крепежных элементов образован зазор (RU, патент №  99035, опубл. 10.11.2010).
Причины, по которым нельзя достичь технического результата, является невозможность изменения ортогонального и углового взаимного расположения соединяемых элементов конструкции при монтаже, а также ослабление конструкции в узлах крепления, обусловленное тем, что сопряжение соединяемых деталей с соединительными элементами осуществляется только по концам (торцам) соединяемых деталей, а также необходимостью выполнения крепежных отверстий на соединяемых деталях.
В качестве прототипа взято техническое решение универсальный силовой узел для соединения быстровозводимых строительных конструкций и зданий, включающий соединительные и крепежные элементы, соединенные или при помощи деталей с винтовой поверхностью, или при помощи штифтов, или неразъемно, отличающийся тем, что узел образован двумя параллельными плоскостями: опорной базовой и дополнительной базовой, между которыми установлены неразъемно соединенные между собой прямоугольные усилители перпендикулярно друг другу и базовым плоскостям, причем соединительные элементы установлены на опорной базовой плоскости, а снизу на опорной базовой плоскости установлены усилительные элементы, выполненные в виде прямоугольных тетраэдров, основания которых выполнены с ней как одно целое, и соединенных неразъемно между собой прямоугольными усилителями, а дополнительная базовая плоскость образована основаниями усилительных элементов, соединенных между собой прямоугольными усилительными элементами, и гранями крепежных элементов, выполненных в виде открытой прямоугольной призмы с треугольным основанием, кроме того, на базовых плоскостях элементы установлены симметрично относительно горизонтальной, вертикальной и фронтальной плоскостей симметрии, проходящими через центр узла, а крепежные, усилительные и соединительные элементы выполнены с отверстиями под крепление (RU, патент № 146966, опубл.  27.10.2014).
Причины, по которым нельзя достичь технического результата, является невозможность изменения ортогонального и углового взаимного расположения соединяемых элементов конструкции при монтаже, а также ослабление конструкции в узлах крепления, обусловленное тем, что сопряжение соединяемых деталей с соединительными элементами осуществляется только по концам (торцам) соединяемых деталей, а также необходимостью выполнения крепежных отверстий на соединяемых деталях и применения неразъемных соединений.
Общими признаками с прототипом являются соединительные элементы с отверстиями под крепление и разъемные соединения для стягивания соединительных элементов между собой, выполнены в виде скоб, охватывающих соединяемые конструктивные элементы с трех сторон с отогнутыми в разные стороны  компланарными фланцами, на которых выполнены сквозные крепежные отверстия, а скоба ригеля устанавливается оппозитно скобе стойки, через отверстия во фланцах соединительные элементы стягиваются разъемными крепежными соединениями.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническая проблема заключается в расширении спектра силовых узлов соединения перекрестных элементов, направленного на улучшение технологии по снижению трудозатрат при монтаже конструкции.
Технический результат заключается в повышении надежности и прочности соединения за счет накладного сопряжения ригелей со стойками и уменьшения концентраторов напряжения в соединяемых деталях за счет исключения крепежных отверстий в стойках и ригелях, а также в обеспечении возможности изменения ортогонального и углового взаимного расположения соединяемых элементов конструкции при монтаже ригелей со стойками подъемной платформы для инвалидов-колясочников наклонного типа, монтируемой с помощью крепления стоек к ступенькам лестницы.
Технический результат достигается тем, что универсальный силовой узел соединения перекрестных элементов содержит соединительные элементы с отверстиями под крепление и разъемные соединения для стягивания соединительных элементов между собой, выполнены в виде скоб, охватывающих соединяемые конструктивные элементы с трех сторон, с отогнутыми в разные стороны компланарными фланцами, на которых выполнены сквозные крепежные отверстия, а скоба ригеля устанавливается оппозитно скобе стойки, через отверстия во фланцах соединительные элементы стягиваются разъемными крепежными соединениями, при этом стойка и ригель прилегают друг к другу боковыми поверхностями, пересекаются под разными углами в общей плоскости прилегающих боковых поверхностей, причем глубина каждой скобы выполняется меньшей толщины охватываемого элемента конструкции, таким образом, что между обращенными друг к другу параллельными плоскостями фланцев образуется зазор, равный разности между суммой толщин ригеля и стойки и суммой глубин скоб, так что взаимное положение ригеля и стойки вдоль собственных осей симметрии может регулироваться при монтаже, на фланцах скоб выполнены сквозные отверстия, которые расположены по дугам с равными радиусами и с центром на линии пересечения плоскостей симметрии скоб, а взаимное угловое положение осей ригеля и стойки может регулироваться, через отверстия во фланцах скобы стягиваются разъемными крепежными соединениями прижимая друг к друг стойку и ригель.
Сущность технического решения поясняется на чертежах
На фиг. 1 показан вид соединения ригеля со стойкой в, вертикальной плоскости стойки (поперечный разрез по ригелю);
на фиг. 2 – Вид А по Фиг 1, проекция на плоскость пересечения ригеля со стойкой со стороны ригеля;
на фиг. 3 – Вид Б по Фиг 1, проекция на плоскость пересечения ригеля со стойкой со стороны стойки;
на фиг. 4 – Вид А по Фиг 1, проекция на плоскость пересечения ригеля со стойкой со стороны ригеля, в повернутом положении ригеля);
на фиг. 5 – Вид В по Фиг 2, проекция на плоскость крепления стойки к лестнице, где
1. стойка
2. ригель
3. боковая поверхность стойки
4. боковая поверхность ригеля
5. скоба стойки
6. компланарные фланцы скобы стойки
7. скоба ригеля
8. компланарные фланцы скобы ригеля
9. сквозные отверстия в скобе стойки
10. сквозные отверстия в скобе ригеля
11. разъемные крепежные соединения.
Универсальный силовой узел соединения перекрестных элементов состоит из стойки 1, ригеля 2, боковой поверхности стойки 3, боковой стойки ригеля 4, скобы стойки 5, компланарных фланцев скобы стойки 6, скобы ригеля 7, компланарных фланцев скобы ригеля 8, сквозных отверстий в скобе стойки 9, сквозных отверстий в скобе ригеля 10 и разъемных крепежных соединений 11.
Осуществление полезной модели
Скрепляемые детали, стойка 1 и ригель 2, выполненные из профильных труб прилегают друг к другу боковыми поверхностями 3 и 4, и пересекаются в общей плоскости боковых поверхностей 3 и 4 под разными углами. На стойке 1 установлен соединительный элемент 5 в виде скобы, охватывающей стойку 1 с трех сторон, с отогнутыми в разные стороны компланарными фланцами 6, имеющей глубину меньше толщины стойки 1, а на ригеле 2 установлен оппозитно ответный соединительный элемент 7 в виде скобы, охватывающей ригель 2 с трех сторон, с отогнутыми в разные стороны компланарными фланцами 8, имеющей глубину меньше толщины ригеля 1. Фланцы 6 скобы 5 и соответственно фланцы 8 скобы 7 обращены друг к другу и расположены в параллельных плоскостях с зазором, равным разности между суммой толщин ригеля 2 и стойки 1 и суммой глубин скоб 5 и 7, таким образом, что взаимное положение ригеля 2 и стойки 1 вдоль собственных осей симметрии может регулироваться при монтаже. На фланцах 6 скобы 5 выполнены сквозные отверстия 9, а на фланцах 8 скобы 7 выполнены сквозные отверстия 10. Отверстия 9 и 10, расположены по дугам с равными радиусами и с центром на линии пересечения плоскостей симметрии скоб 5 и 7, так что при монтаже взаимное угловое положение осей ригеля и стойки может регулироваться. Через отверстия 9 в скобе 5 и 10 в скобе 8, скобы 5 и 7 стягиваются разъемными крепежными соединениями 11, прижимая друг к друг стойку 1 и ригель 2.