ПОЛКА
SHELF

Изобретение относится к устройствам для хранения и экспонирования продукции и предметов, в частности к полкам, особенностью которых является то, что они конструктивно связаны со средствами их соединения и со стеной помещения или любой другой несущей нагрузку стенкой конструкции, при этом сама стенка, на которой закреплена доска полки, также является конструктивным элементом полки.
Идея создания мебели в виде полок с использованием стены помещения в качестве задней стенки полок реализована, например, в техническом решении крепления полок на стене помещения посредством опор, кронштейнов и тяг [1].
В другом известном техническом решении в качестве опор для доски полки использованы ввинченные в стену штыри, на которых опирается доска полки [2].
Известно также крепление доски полки к стене, включающее несущий нагрузку плоский элемент или доску, соединенную со стеной помещения разъемным соединением типа “ласточкин хвост” [3].
Известно соединение доски угловой полки посредством уголка, плоского несущего элемента и закладной детали, расположенной в окнах плоского элемента и уголка [4].
Известно фитинговое крепление доски полки, включающее завинченные в гнезда стены болты, каждый из которых имеет головку с лысками и зафиксированный на головке болта фиксирующий элемент, на котором закреплена доска полки [5].
Известно устройство для крепления досок полок на небольшой толщины стенках, включающее два закрепленных в гнезде стены штыря, на которых установлена доска полки, при этом в торце каждого штыря выполнено резьбовое отверстие, в котором расположен винт, между винтом и торцом штыря расположена накладка, входящая в паз фитинга, который закреплен на стене, при этом винт прижимает накладку к фитингу [6].
Известно соединение двух элементов посредством штырей, каждый из которых своими частями расположен в гнездах соединенных элементов [7].
Известно крепежное устройство, включающее кронштейны со средствами их соединения со стойками, доски полок, которые установлены на кронштейнах [8].
Из известных технических решений наиболее близким по сущности и достигаемому эффекту к данному изобретению является полка, содержащая доску, выполненную из плотного материала, средства соединения доски со стеной помещения или с несущей нагрузку стенкой, при этом доска имеет толщину, а средства соединения доски со стеной связаны с доской и стеной и выполнены в виде штырей, каждый из которых расположен в гнездах стены и доски [9].
Штыри этой полки имеют резьбовые нарезки на одних их концах. В средней части штыри имеют грани под ключ. Ключом штыри сначала завинчивают в гнезда стены, а затем на торчащие из стены части штырей надевают доску полки. Для этого части штырей, располагаемые в гнездах доски полки, выполнены гладкими, имеют закругленные торцы, упирающиеся в полусферические торцы гнезд доски.
Недостатком данной полки является сложность ее конструкции, большая металлоемкость из-за больших сечений стержней и большая трудоемкость установки полки на стене помещения.
Эта известная полка предусматривает способ ее крепления на стене помещения или на стенке конструкции. Способ включает операцию присоединения к стене доски полки средствами соединения, выполненными из штырей [9].
Для крепления доски полки в стене и в продольно расположенном торце доски выполняют гнезда и завинчивают сначала в гнезда стены части штырей, а затем надевают на прикрепленные к стене штыри доску полки. Недостатком известного способа крепления доски полки на стене является то, что если установка доски полки на штырях производится без натяга, то доска полки недостаточно прочно и надежно закреплена на штырях, вследствие чего в процессе эксплуатации полки появляются люфты в соединении, однако если доску полки устанавливать на штырях с натягом, то в этом случае витки резьбовой нарезки каждого штыря повреждают соответствующие резьбовые витки на стенках гнезд стены, которые образуются при завинчивании штырей в стену. Это также приводит к ослаблению прочности установки доски полки на стене. Кроме того, при установке доски на штырях, последние своими закругленными торцами упираются в сферические торцы гнезд доски полки и расклинивают их, что ослабляет прочность доски и полки в целом.
Решаемой и достигаемой задачей данного изобретения является упрощение конструкции полки, снижение трудоемкости ее установки на стене и уменьшение металлоемкости.
Для решения данной задачи в полке, содержащей доску, выполненную из плотного материала, средства соединения доски со стеной помещения или с несущей нагрузку стенкой, при этом доска имеет толщину, а средства соединения доски со стеной связаны с доской и стеной и выполнены в виде штырей, каждый из которых расположен в гнездах стены и доски, - на торце каждого гнезда доски выполнена площадка, на одном конце каждого штыря выполнена плоская торцовая поверхность, упирающаяся в площадку гнезда, второй конец каждого штыря выполнен коническим, противоположные части штыря расположены с натягом в гнездах стены и доски полки, гнезда доски расположены выше продольной оси, проходящей по толщине доски, ниже продольной оси доски в торцовой части полки со стороны стены выполнено по крайней мере одно дополнительное гнездо и в нем с натягом расположена часть дополнительного штыря, другая часть которого расположена с натягом в соответствующем дополнительном гнезде стены.
Каждый штырь имеет по крайней мере одну продольно расположенную вдоль штыря и в вертикальной плоскости грань.
Поставленная цель достигается также реализацией способа крепления полки на стене помещения или на стенке конструкции, включающего операцию присоединения к стене доски полки средствами соединения, выполненными из штырей, - при этом выполняют в продольно расположенном торце доски гнезда таким образом, чтобы каждое гнездо доски в поперечном сечении имело площадь, меньшую площади поперечного сечения штыря, забивают с натягом в гнезда доски одну часть каждого штыря до упора плоской торцовой поверхности штыря в площадку на торце гнезда доски, соответственно закрепленным в доске штырям проводят разметку гнезд на стене и выполняют в ней гнезда таким образом, чтобы каждое гнездо стены в поперечном сечении имело площадь, меньшую площади поперечного сечения штыря, вводят конические концы штырей в гнезда стены, с натягом забивают в гнезда стены выступающие от доски другие части штырей путем нанесения ударов по продольному торцу доски, который расположен с противоположной от стены стороны.
На фиг.1 показана закрепленная на стене помещения полка на виде спереди, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2, на фиг.4 - сечение В-В на фиг.2, на фиг.5 - фрагмент доски полки с гнездом и расположенным в нем штырем во время его забивки в гнездо доски, на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.3, на фиг.7 - штырь в поперечном сечении с двумя гранями, на фиг.8 - фрагмент полки с нагрузкой и реакцией на ней, на фиг.9 - пространственная схема расположения штырей полки, на фиг.10 - композиция из нескольких прямых полок (гнезда в стене расположены на наклонной линии), на фиг.11 - композиция из нескольких прямых полок (гнезда в стене расположены на вертикальной линии), на фиг.12 - композиция из нескольких криволинейных полок (гнезда в стене расположены на криволинейной линии).
Полка (фиг.1) включает доску 1 или любой другой плоский элемент, имеющий толщину Н (фиг.3), при этом доска может быть выполнена из любого известного цельного или прессованного материала, обладающего плотностью и твердостью. Полка также включает, по крайней мере, два основных штыря 2 (фиг.2) и, по крайней мере, один дополнительный штырь 3. Штыри 2 и 3 являются средствами соединения доски 1 со стеной 4 помещения. В доске 1 со стороны ее торцовой продольной части 5 выполнены, по крайней мере, два основных гнезда 6 (фиг.5) и одно идентичное основному гнезду дополнительное гнездо 6 (фиг.4). На торце каждого гнезда 6 выполнена площадка 7 (фиг.5). Все упомянутые штыри 2 и 3 расположены одними своими частями с натягом в гнездах 6 доски 1. На одном конце каждого штыря выполнена плоская торцовая поверхность 8, взаимодействующая с площадкой 7 гнезда 6. Второй конец 9 каждого штыря выполнен коническим. Каждая другая часть любого из упомянутых штырей, которая простирается в сторону от доски 1, расположена с натягом в гнезде 10 посредством вставок, расположенных в гнездах 10 стены (фиг.2, 3). Все гнезда 6 в одном варианте полки могут располагаться на одной продольной горизонтальной оси 11 доски 1 (фиг.1).
В другом варианте, наиболее предпочтительном, центры двух основных гнезд 6 доски 1 (фиг.1, 3) расположены выше продольной оси 11 доски на величину γ (фиг.1, 3). Ниже продольной оси 11 доски (фиг.1, 4) в торцовой ее части 5 со стороны стены 4 выполнено, по крайней мере, одно упомянутое идентичное дополнительное гнездо 6. В дополнительном гнезде 6 расположена с натягом часть дополнительного штыря 3. В стене 4 напротив гнезд 6 доски 1 выполнены основные и дополнительное гнезда 10, в которых расположены упомянутые вставки 12 и в них с натягом расположены другие части штырей 2 и 3.
Каждое гнездо 6 (фиг.6, 7) имеет, по крайней мере, по одной продольно расположенной грани 13, которая образовывается при забивке с натягом штырей 2 и 3 в гнездо 6. Каждый штырь 2 и штырь 3 имеют, по крайней мере, по одной продольно расположенной грани 14 (фиг.5, 6), которая выполнена по всей длине штыря 2 и расположен в вертикальной плоскости. Каждая грань 13 гнезда в рабочем положении полки плотно прилегает к грани 14 штыря. Для крепления доски 1 к кирпичной или бетонной стене, в гнездо 10 стены забивают упомянутую вставку 12, выполненную из прочного, деформируемого материала. Вставку 12 забивают с натягом, затем в отверстие вставки 12 забивают с натягом штырь, при этом вставка 12 деформируется, гранью 14 штыря формуется грань вставки и вставка плотно облекает штырь. Позицией 15 на фиг.2 показана вторая продольная торцовая сторона доски 1. Позицией 16 на фиг.2-4 показана продольная ось штырей 2 и 3.
Для крепления наклонной полки 17 (фиг.10) гнезда 10 в стене располагают на наклонной линии 18, в случае крепления вертикальной полки 17 (фиг.11) гнезда 10 располагают на вертикальных линиях 19. На фиг.10-12 гнезда 10 условно показаны точками. На фиг.12 точками показаны гнезда 10, расположенные на криволинейных линиях 20. Следует заметить, что после закрепления доски 1 на стене 4 помещения или на любой другой несущей нагрузку стенке конструкции, стена или стенка являются частью полки, поскольку они функционально и конструктивно связаны между собой.
Работа полки поясняется способом ее крепления к стене и нижеизложенным описанием. Способ включает операцию крепления штырей 2 и 3 к доске 1, для чего в выполненные в доске гнезда 6 забивают с натягом штыри 2 и 3 до упора торцовой поверхности 8 (фиг.5) каждого штыря в площадку 7 соответствующего гнезда 6 доски 1.
После этого проводят разметку гнезд 10 на стене, затем выполняют гнезда 10 и после этого простирающиеся от доски 1 части штырей 2 и 3 (фиг.2) вводят коническими концами штырей 2 и 3 в гнезда 10 и после этого наносят удары по внешней второй продольной торцевой стороне 15 доски (фиг.2) в сторону стены 4. Сила ударов передается с торцовой площадки 7 каждого гнезда 6 на плоскую торцовую поверхность 8 каждого штыря 2 и 3, при этом конические концы 9 штырей входят в отверстия вставок 12 и, соответственно, в гнезда 10 стены. При этом штыри с натягом перемещаются в отверстиях вставок 12, которые расширяются, деформируются гранями 14 штырей и прочно соединяются со стеной 4. Удары наносят до момента касания торцовой продольной части 5 доски 1 поверхности стены 4. При деформации материала вставок 12 и образования на внутренних поверхностях вставок упомянутых граней, идентичных по форме граням 14 штырей 2 и 3 и граням 13 гнезд 6 доски, штыри фиксируются в гнездах в заданном положении с целью исключения их поворота вокруг собственных продольных осей при эксплуатации полки. Для штырей, имеющих несколько граней, например, четыре грани (как частный случай в данном техническом решении) необходимо, чтобы диагональ квадрата была всегда ориентирована вниз. В таких положениях квадратные или иные в сечении штыри имеют наибольшую сопротивляемость изгибающим нагрузкам.
После нагружения доски 1 полки установленными на ней предметами, полка работает следующим образом. Равнодействующая нагрузка Р (фиг.8), действующая на плече L, создает изгибающий момент Миз=PL, который частично гасится реакцией R, действующей на плече Нr, что создает удерживающий момент Mс=RHr, который частично разгружает штыри от изгибающих нагрузок.
Чем больше Нr, тем большую нагрузку может нести полка при равных сечениях штырей. Очевидно, что Нr зависит от h - расстояния между продольной осью 11 доски и продольной осью 16 штыря. Чем больше h, тем больше Мс, и тем большую устойчивость приобретает полка от действующих на нее (на доску и на штыри) изгибающих нагрузок. При этом, поскольку h выбирается из условия прочности материала доски, прочности штырей, длины их расположения в гнездах стены и доски, а также из условий нагруженности полки, на которую она рассчитывается, то путем изменения этих параметров можно изменять h, а путем изменения h можно подбирать оптимальные упомянутые параметры, включая площади сечения штырей и прочность их материала.
При работе полки основные штыри 2 участвуют в работе с одним дополнительным штырем 3 (фиг.9) или несколькими дополнительными штырями, которые с доской 1 и штырями 2 образуют пространственное ядро жесткости полки. Поскольку основные штыри 2 расположены выше дополнительного штыря 3, то нагрузка воспринимается одновременно доской 1 и штырями 2 и 3, которые оказывают совместное жесткое сопротивление изгибающим нагрузкам, действующим на доску и штыри и при этом перераспределяют нагрузку на доске полке и на штырях.
Данная полка обеспечивает в несколько раз большую несущую способность полки при минимальных сечениях и длинах штырей. Полка позволяет из нескольких досок одинакового или разного размера и конфигурации составлять композиции полок (фиг.10-12), преимуществом которых является скрытое расположение средств крепления доски полки к стене, что  создает впечатление цельности в дизайне “стена-полка”.
Преимуществом полки и способа крепления является то, что эти технические решения, обеспечивая большую несущую способность полкам, обеспечивают при этом возможность выполнения различных решений интерьера помещения, что существенно расширяет функциональные возможности полок, улучшает их потребительские и эстетические качества. При всех названных преимуществах существенно уменьшаются сечения штырей, снижается трудоемкость и энергоемкость крепления полки путем исключения необходимости образования в стене больших размеров гнезд, снижается также металлоемкость полки, а несущая нагрузку способность штырей во взаимодействии с доской полки повышается.
Источники информации
1. ЕР 0429339 В1, 24.05.1995.
2. ЕР 0550393 А1, 07.07.1993.
3. WO 96/15697 A2, 30.05.1996.
4. WO 96/29911 А2, 03.10.1996.
5. WO 02/085162 A2, 31.10.2002.
6. WO 02/05685, 24.01.2002.
7. RU 2207797 C2, 10.07.2003.
8. RU 24775 U1, 27.08.2002.
9. ЕР 0488697 В1, 03.06.1992 (прототип полки и способа).