СОЕДИНИТЕЛЬ СОСТАВНЫХ СТОЕК СТЕЛЛАЖА (ВАРИАНТЫ)
CONNECTOR OF COMPOSITE RACKS (OPTIONS)

Соединитель составных стоек стеллажа относится к области производства металлических многоярусных стеллажей и предназначен для увеличения высоты стоек стеллажа путем их наращивания - соединения встык стоек по высоте стеллажа. Такая необходимость использования составных стоек в конструкциях стеллажей связана с условиями логистики и технологических особенностей производства стеллажей, причем целями логистики являются компактность пакетирования готовых стеллажей в разобранном виде, удобство складирования отдельными компактными пакетами, удобство транспортировки и сборки стеллажа с возможностью увеличения или уменьшения высоты стеллажа самим потребителем.
Известен соединитель (кронштейн), имеющий элемент крепления к стойке стеллажа, а также верхний и нижний зацепы, которые соединены с элементом крепления стойки и имеют часть стержня и часть головки, при этом элемент крепления стойки имеет отверстие для стопорного штифта над нижним выступом для зацепления стойки. Отверстие для стопорного штифта имеет размер и расположение, обеспечивающее достаточную площадь поперечного сечения в пределах расстояния зацепления. Соединитель дополнительно включает стопорный штифт кронштейна, имеющий стабилизирующую ножку, соединенную с головкой стопорного штифта, при этом стабилизирующая ножка проходит через отверстие для стопорного штифта (US 2021274936 A1, 09.09.2021).
Известны соединители составных стоек стеллажа, каждый из которых выполнен в виде уголка, имеющего расположенные под углом друг к другу стенки, в каждой из которых выполнены зацепы для соединения с отверстиями соединяемых стоек стеллажа, при этом зацепы расположены по высоте соединителя и каждый из них имеет пару рядом расположенных плоских шляпок на ножках, между которыми образован зазор, каждая шляпка и ножка выполнены или соединены со стенкой уголка (US 2019059588 А1, 28.02.2019. US 2017208939 А1, 27.07.2017).
Известен соединитель составных стоек стеллажа для соединения модульных металлических стеллажей, который предназначен для соединения, по меньшей мере, двух стоек путем их взаимного сцепления посредством соединителя, при этом соединитель представляет собой по существу центральную муфту. Соединитель содержит первую группу зацепов, которые могут быть вставлены в первые дистальные соединения первой стойки, и вторую группу зацепов, которые можно вставить во вторые дистальные муфты другой стойки. Первый регулировочный паз первых дистальных соединительных элементов диаметрально противоположен первым регулировочным пазам центральных соединительных элементов и вторых дистальных соединительных элементов (US 2021007479 A1, 14.01.2021). В данном патенте раскрыто устройство для соединения модульных металлических стоек стеллажей, благодаря которому можно соединить две последовательные стойки в вертикальном направлении без необходимости использования для этой цели крепежных элементов. Конструкция стеллажа с составными стойками исключают необходимость использования высоких стоек и существенно повышают универсальность стеллажей, так как их элементы связаны друг с другом быстроразъемными соединениями, что позволяет адаптироваться таким стеллажам ко всем типам пространств и размеров (даже если они изменяются в процессе эксплуатации) путем добавления стоек или их удаления из каркаса стеллажа.
В заявке US 2021007479 A1 представлена сложная конструкция, включающая два соединителя на каждое стыковое соединение двух стоек. Соединитель выполнен в виде двух отдельных планок. Сложность конструкции соединителя в том, что в каждом соединителе имеются отверстия, в которых закреплены отдельно изготовленные ножки зацепов со шляпками на конце. Каждая ножка зацепа запрессована в отверстии соединителя или приварена к соединителю, что создает опасность вырыва ножек из отверстий соединителя в процессе эксплуатации стеллажа. Существенно, что при стыковке двух стоек двумя соединителями в виде накладных планок с закрепленными в них зацепами возникают неудобства и дополнительные действия по центрированию множества (в количестве восьми зацепов двух соединителей) в отверстиях стоек в процессе их соединения. Вследствие изложенного прототип не в полной мере отвечает требованиям надежности и удобства монтажно-демонтажных работ.
Известен соединитель, раскрытый в конструкции стеллажа, который содержит четыре вертикальные стойки, при этом стойки выполнены из уголков, в стенках которых образованы формовочные пазы для фиксации в них элементов крепления стяжек, причем стеллаж выполнен секционным и снабжен быстросъемными соединителями секций, при этом быстросъемный соединитель секций выполнен из металлического уголка, снабженного с внешних сторон его граней зацепами для ввода их в пазы стоек, при этом каждый зацеп соединителя выполнен в форме пластинчатого крюка, полученного путем перфорации стенки соединителя и вырубки из нее металла вокруг крюка (RU 44241 U1, 10.03.2005).
Известен соединитель, имеющий в поперечном разрезе г-образную форму в виде уголка с отверстиями по высоте соединителя под болты присоединения к соединителю составных стоек стеллажа (Яндекс. Металлический стеллаж «Практик» MS KD 70×30×185мм.2020.https://market.yandex.by/product--metallicheskii-stellazh-praktik-ms-kd). Соединитель стоек стеллажа «Практик» имеет сложную форму, которая предусматривает использование множества болтов на каждое соединение двух частей одной стойки. В результате на один ярус стеллажа, включая три болта на каждое соединение балки со стойкой, приходится несколько десятков болтов и множество соединительных уголков. Болтовые соединения, уголки и соединители существенно усложняют процесс сборки и разборки стеллажей, а также их переналадку в случае перекомпоновки складского помещения. Также стойки стеллажа «Практик» не отвечает требованиям универсальности, которые возникают при необходимости переналадки стеллажа, когда требуется уменьшить или увеличить расстояния между настилами в случае хранения на них груза или изделий, имеющих иные габариты и массу, или в случае удлинения стеллажа, или в случае его углубления, или увеличения числа ярусов, или в случае увеличения высоты стеллажа.
Известен соединитель стоек стеллажа, выполненный из уголка, в стенках которого выполнены ряды отверстий под болты крепления соединителя к составным стойкам, состыкованным друг с другом торцами (RU 162151 U1, 27.05.2016). Данный соединитель предназначен для его использования преимущественно в конструкциях стеллажей большой грузонесущей способности и наличие множества в нем отверстий под болты крепления существенно усложняют конструкцию соединителя.
Известны быстроразъемные соединения стоек с балками, имеющими на концах зацепы типа «бабочек» для их расположения в отверстиях стоек стеллажа (RU 168438 U1, 02.02.2017).
Известен соединитель в виде уголка, форма которого соответствует форме соединяемых частей стойки, при этом соединитель имеет расположенные под прямым углом друг к другу стенки с внутренним обратным продольным угловым ребром жесткости, каждый продольный край соединителя имеет полукруглое ребро жесткости и каждая стенка соединителя имеет распложенные вдоль соединителя зацепы, противоположно направленные от середины соединителя в наружные стороны, при этом в рабочем положении соединителя его зацепы расположены в проушинах каждой части составной стойки и каждый зацеп соединителя расположен так, что его контурные линии и его боковые кромки не выходят за пределы окна соединителя и находятся в плоскости стенки соединителя (RU 2760665 С1, 29.11.2021).
Близким аналогом к представленному в данном описании соединителю является соединитель, выполненный в виде профилированного уголка имеющего расположенные под углом друг к другу стенки, каждая из которых имеет зацепы, при этом в стенках уголка соединителя заподлицо со стенками выполнены зацепы для их расположения в проушинах состыкованных частей стойки, при этом в стенках соединителя выполнены окна, в которых расположены зацепы соединителя, направленные в противоположные стороны от поперечной оси симметрии соединителя, при этом окна соединителя выполнены с возможностью свободного вхождения в них проушин частей стойки в процессе их стыковки, для чего проходной размер h каждого окна больше высоты s проушины (RU 2761029 С1, 02.12.2021 - прототип).
Соединитель, который раскрыт в прототипе не в полной мере отвечает требованиям по прочности и надежности вследствие формы исполнения каждого зацепа, влияющего на выбор формы отверстия в стойке стеллажа, причем форма каждого отверстия стойки влияет на прочность стойки и ее надежность. В результате форма каждого зацепа соединителя не отвечает возросшим требованиям к составным стойкам разборных стеллажей, что отрицательно влияет на несущую способность разъемного соединения и его надежность.
Общими признаками прототипа и представленных в данном описании группы изобретений являются то, что они относятся к соединителям для соединения составных стоек стеллажей встык, при этом каждый из них выполнен в виде уголка в поперечном сечении, имеющего расположенные под углом друг к другу стенки, в каждой из которых выполнены зацепы для соединения с отверстиями стоек стеллажа, при этом зацепы расположены по высоте соединителя.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности соединения стоек стеллажа.
Технический результат получен первым вариантом соединителя составных стоек стеллажа, выполненным в виде уголка в поперечном сечении, имеющим расположенные под углом друг к другу стенки, в каждой из которых выполнены зацепы для соединения со стойкой стеллажа, зацепы расположены по высоте соединителя, причем каждый зацеп имеет попарно и зеркально расположенные плоские шляпки на ножках, между которыми образован зазор, каждая шляпка и ножка выполнены заодно со стенкой уголка путем просечки в стенке уголка и отгиба шляпки в наружную от уголка сторону, при этом во фронтальной плоскости каждая шляпка зацепа имеет две расположенные под углом прямолинейные стороны, одна из которых расположена поперек соединителя, а другая сторона расположена вдоль соединителя, указанные стороны шляпки соединены третьей закругленной стороной шляпки с одной концевой зауженной частью, расположенной напротив поперечной прямолинейной стороны шляпки, причем, по меньшей мере, два зацепа расположены на каждой стороне стенки соединителя, разделенной поперечной осью симметрии стенки так, что зауженная часть каждой шляпки зацепа обращена в сторону от поперечной оси стенки соединителя.
Каждая стенка имеет на конце продольное ребро жесткости, образованное отогнутый наружу отбортовкой.
Во фронтальной проекции стороны каждой шляпки образованы замкнутой торцовой поверхностью плоской шляпки.
Ширина wз каждого зацепа wз=2t+f , где t - толщина ножки, f - зазор между ножками двух шляпок одного зацепа, при этом wз≥wп, где wп - ширина паза отверстия в стенке стойки стеллажа.
Технический результат получен вторым вариантом соединителя составных стоек стеллажа, выполненным в виде уголка в поперечном сечении, имеющим расположенные в виде уголка в поперечном сечении, имеющего расположенные под углом друг к другу стенки, в каждой из которых выполнены зацепы для соединения со стойкой стеллажа, зацепы расположены по высоте соединителя, причем каждый зацеп имеет попарно и зеркально расположенные плоские шляпки на ножках, между которыми образован зазор, каждая шляпка и ножка выполнены заодно со стенкой уголка путем просечки в стенке уголка и отгиба шляпки в наружную от уголка сторону, при этом во фронтальной плоскости каждая шляпка зацепа имеет две расположенные под углом прямолинейные стороны, одна из которых расположена поперек соединителя, а другая сторона расположена вдоль соединителя, указанные стороны шляпки соединены третьей закругленной стороной шляпки с одной концевой зауженной частью, расположенной напротив поперечной прямолинейной стороны шляпки, причем, по меньшей мере, два зацепа расположены на каждой стороне соединителя, разделенной поперечной осью симметрии соединителя так, что зауженная часть каждой шляпки зацепа обращена в сторону от поперечной оси стенки соединителя, при этом расположенная вдоль соединителя прямолинейная сторона каждой шляпки расположена под косым углом α к продольной оси симметрии стенки соединителя, а расположенная поперек соединителя прямолинейная сторона каждой шляпки расположена под косым углом α1 к поперечной оси симметрии.
Каждая стенка имеет на конце продольное ребро жесткости, образованное отогнутый наружу отбортовкой.
Во фронтальной проекции стороны каждой шляпки образованы замкнутой торцовой поверхностью плоской шляпки.
Ширина wз каждого зацепа wз=2t+f , где t - толщина ножки, f - зазор между ножками двух шляпок одного зацепа, при этом wз≥wп, где wп - ширина паза отверстия в стенке стойки стеллажа.
На фиг. 1 показан первый вариант соединителя в аксонометрии.
На фиг. 2 - вид на соединитель по стрелке А на фиг. 1.
На фиг. 3 показан второй вариант соединителя в аксонометрии.
На фиг. 4 - вид на соединитель по стрелке Б на фиг. 3.
На фиг. 5 - вид на второй вариант соединителя с его внутренней стороны.
На фиг. 6 показаны верхняя часть нижней стойки стеллажа и нижняя часть верхней стойки в предмонтажном положении.
На фиг. 7 показаны верхняя часть нижней стойки стеллажа и нижняя часть верхней стойки в предмонтажном положении в процессе их соединения соединителем.
На фиг. 8 - первый вариант соединителя с прямыми зацепами, вид В на фиг. 1.
На фиг. 9 - первый вариант соединителя с прямыми зацепами в поперечном разрезе в соединении со стойкой.
На фиг. 10 - второй вариант соединителя с косыми зацепами.
На фиг. 11 - второй вариант соединителя с косыми зацепами в поперечном разрезе в соединении со стойкой.
На фиг. 12 - нижняя и верхняя стойки стеллажа в предмонтажном состыкованном положении (стойки имеют прямые пазы под прямые зацепы соединителя).
На фиг. 13 - нижняя и верхняя стойки стеллажа в предмонтажном состыкованном положении (стойки имеют косые пазы под косые зацепы соединителя).
На фиг. 14 показан многоярусный стеллаж с составными стойками, каждая из которых имеет, по меньшей мере, одну нижнюю и одну верхнюю стойки, которые торцами состыкованы между собой по линиям разъема первым вариантом соединителя.
На фиг. 15 показаны шляпки прямого зацепа по стрелке Г на фиг. 8 в увеличенном виде (первый вариант соединителя).
На фиг. 16 - сечение Д-Д на фиг. 15.
На фиг. 17 показаны шляпки косого зацепа по стрелке И на фиг. 10 в увеличенном виде (второй вариант соединителя).
На фиг. 18 показано сечение Е-Е на фиг. 17.
Первый вариант соединителя (фиг. 1,2) содержит расположенные под прямым углом друг к другу стенки 1, каждая из которых имеет ребро 2 жесткости, образованное отогнутой наружу отбортовкой. Каждая стенка 1 соединителя имеет расположенные по длине соединителя на одной его стороне зацепы 3, а на другой стороне соединитель имеет зацепы 4. Стороны соединителя условно разделены поперечной осью 29 симметрии соединителя. Каждый зацеп соединителя имеет две плоские шляпки 5 (фиг. 15, 16). Каждая шляпка выполнена заодно с ножкой 6 шляпки (фиг. 16). Плоскость шляпки расположена параллельно плоскости стенки 1 соединителя. Ножка 6 расположена вертикально к стенке 1 соединителя и выполнена заодно со стенкой 1. Боковая поверхность 7 ножки 6 (фиг. 15) каждой шляпки расположена параллельно продольной оси 8 симметрии, расположенной между шляпками 5 каждого зацепа первого варианта соединителя. В этой связи зацепы первого варианта соединителя названы прямыми зацепами, поскольку в первом варианте исполнения соединителя каждая ножка зацепа прямо расположена по отношению к продольной оси 8 симметрии зацепа. В каждой стенке соединителя на конце стенки, в угловой зоне соединителя, выполнено технологическое отверстие 9.
В рабочем положении первого варианта соединителя его зацепы 3 и 4 расположены в отверстиях 10 верхней стойки 11 и в отверстиях 12 нижней стойки 13 (фиг. 6, 7 и 9). Первый вариант соединителя предназначен для соединения нижней стойки 13 с верхней стойкой 11 (фиг. 12). Для соединения первым вариантом соединителя стоек 11 и 13 нижняя стойка 13 имеет, по меньшей мере, два верхних фигурных отверстия 12, каждое из которых имеет заходную округлую часть и расположенную под округлой частью сужающуюся вниз часть в виде конического паза 14. Верхняя стойка 11 имеет, по меньшей мере, два фигурных нижних отверстия 10, каждое из которых имеет заходную округлую часть и расположенную над округлой частью сужающуюся вверх часть в виде конического паза 14. В результате стойки 11 и 13 в зоне их соединения имеют разнонаправленные конусные пазы 14 отверстий 10 и, соответственно, конические пазы 14 отверстий 12. Каждая заходная округлая часть отверстия стойки предназначена для захода через нее двух шляпок 5 одного зацепа 3 или 4 с целью зацепления шляпок за стенку стойки с ее обратной стороны.
Второй вариант соединителя (фиг. 3-5, 10, 11) содержит расположенные под прямым углом друг к другу стенки 15, каждая из которых имеет расположенные по длине соединителя зацепы 16 и 17 (фиг. 3, 4). Каждый зацеп 16, 17 имеет две шляпки 18 (фиг. 10, 11, 17, 18), каждая из которых выполнена заодно с ножкой 19 шляпки (фиг. 18), а ножка выполнена заодно со стенкой 15 соединителя. Плоскость ножки расположена параллельно перпендикулярно плоскости стенки соединителя. Ножка 19 расположена перпендикулярно к стенке 15. Боковая поверхность 20 каждой ножки 19 (фиг. 17) каждого зацепа расположена под косым углом α к продольной оси 21 симметрии стенки 15 (фиг. 11, 17). Ножки 19 каждого зацепа 16 и 17 второго варианта соединителя расположены под косыми углами к продольной оси 21 стенки соединителя и в этой связи зацепы второго варианта соединителя названы в данном описании косыми зацепами. Каждая стенка 15 второго варианта соединителя имеет на конце ребро жесткости 2 в виде отбортовки в наружную сторону (фиг. 5), при этом каждая стенка 15 второго варианта соединителя на ее конце, в угловой зоне соединителя, имеет технологическое отверстие 22 (фиг. 3, 4).
Второй вариант соединителя предназначен для соединения стоек 24 и 25 (фиг. 13). Нижняя стойка 25 имеет, по меньшей мере, две пары верхних фигурных отверстий 23, каждое из которых имеет заходную округлую часть и расположенную под округлой частью сужающийся вниз конический паз 26. Верхняя стойка 24 имеет, по меньшей мере, два нижних отверстия 23, каждое из которых имеет заходную округлую часть и расположенную над округлой частью сужающуюся вверх часть в виде конического паза 26. В результате стойки в зоне их соединения соединителем имеют разнонаправленные конические пазы 26 отверстий 23. Каждая заходная округлая часть отверстия стойки предназначена для захода через нее двух шляпок одного зацепа с целью зацепления шляпок за стенку стойки с обратной стороны.
Каждый конический паз отверстия упомянутых выше стоек, предназначенных для соединения первым и вторым вариантами соединителей, имеет торец 27 с шириной wп (фиг. 13). Ножка 6 каждой шляпки 5 зацепа первого варианта соединителя и ножка 19 каждой шляпки 18 зацепа второго варианта соединителя имеют одинаковую толщину t (фиг. 16, 18). Между двумя смежными ножками одного зацепа образован зазор f. Данный зазор и толщина t каждой ножки зацепа находятся в зависимости 2t+f=wз, где wз - толщина зацепа в поперечном сечении ножек зацепа, которая больше или равна ширине wп сужающегося паза отверстий 10 и 23 соединяемых стоек (wз≥wп). Стойки 11 и 13, а также стойки 24 и 25 состыкованы соединителями по линии 28 стыка (фиг. 12, 13).
Каждый вариант соединителя имеет поперечную ось 29 симметрии каждой стенки соединителя (фиг. 1-5) и параллельно поперечной оси 29 расположены поперечные прямолинейные стороны 30 каждой шляпки 5 зацепа. В первом варианте соединителя прямолинейные продольные стороны 31 каждой шляпки зацепа (фиг. 1,2) расположены вдоль стенки соединителя, параллельно оси 8. Во втором варианте каждая прямолинейная сторона 31 каждой шляпки 18 расположена под углом α к продольной оси 21 симметрии стенки 15 (фиг. 4). Расположенная поперек соединителя прямолинейная сторона 30 каждой шляпки расположена под косым углом α1 к поперечной оси симметрии (фиг. 17).
При этом каждая шляпка 5 и 18 зацепов имеет зауженную часть 32 (фиг. 1, 4), которая обращена в сторону от поперечной оси 29 стенки соединителя.
Соединяют стойки 11 и 13 (фиг. 12) первым вариантом соединителя следующим образом. Размещают стойки 11 и 13 по перпендикулярной линии разъема 28 на расстоянии друг от друга, равном длине соединителя (фиг. 6). В верхние две пары отверстий нижней стойки 13 (фиг. 12) вводят зацепы 4 первого варианта соединителя (фиг. 7). Смещают указанные зацепы 4 вниз в отверстиях 12 так, чтобы шляпки 5 соединителя вошли в зацепление со стенками нижней стойки 13, а ножки 6 зацепов переместились вниз в конических пазах 14 стоек до упора в торцы 27 пазов (фиг. 12). При перемещении ножек 6 они взаимодействуют с наклонными гранями конических пазов 14, сближаются и фиксируются в пазах 14 отверстий 12. После проведенных операций зацепы 3 верхней части соединителя размещают в нижних крайних отверстиях 10 верхней стойки 11 (фиг. 7, 12) и перемещают верхнюю стойку 11 вместе с соединителем в направлении сближения с торцами 27 конических пазов 14 нижней стойки 12. Перемещение осуществляют до упора ножек 6 в торцы 27 двух верхних отверстий 23 нижней стойки 13. Перемещение ножек зацепов в конических пазах 14 отверстий 10 и 12 происходит без перекосов, параллельно продольной оси 29 каждой стенки стойки 11 и стойки 13.
Стойки 24 и 25 (фиг. 13) с косыми пазами 26 соединяют вторым вариантом соединителя (фиг. 3-5) аналогичным вышеописанным способом. Особенности процесса соединения стоек 24 и 25 вторым вариантом соединителя состоят в том, что при перемещении косых ножек 19 зацепов 16 и 17 в косых пазах 26 отверстий 23 стойки 24 (фиг. 13) - ножки 19 зацепов смещаются вправо в косых пазах 26 двух нижних отверстий 23 стойки 24, а при перемещении косых ножек 19 зацепов 16 и 17 в косых пазах 26 двух верхних отверстий 23 стойки 25 ножки 19 зацепов смещаются влево в косых пазах 26 двух верхних отверстий 23 стойки 25. В результате достигается эффект самофиксации стоек 24, 25 соединителем второго варианта в рабочем положении по линии 28 стыка (фиг. 13) стоек. Самофиксация происходит за счет пластической деформации ножек 19 зацепов - их частичного разворота в противоположные стороны относительно друг друга при внедрении ножек под давлением в сужающиеся пазы отверстий двух соединенных стоек.
Соединители в соединенных со стойками положениях работают как части стоек известным образом, при этом статические вертикально направленные нагрузки с торцов верхних стоек стеллажа передаются на торцы нижних стоек стеллажа, а соединители и их зацепы фиксируют стойки в рабочих положениях.
Вышеуказанный технический результат представленной в данном описании группы изобретений достигнут благодаря формам исполнения зацепов и благодаря описанному их расположению в двух вариантах соединителей. Выполнение в каждом соединителе поперечно расположенных прямолинейных сторон каждой шляпки соединителя позволило уменьшить площадь шляпки, что позволило уменьшить проходную площадь каждого отверстия в стенке стойки, повысить ее устойчивость на изгиб и повысить надежность соединения в зоне расположения отверстий стоек. Зауженная часть каждой шляпки зацепа соединителя существенно облегчает ввод зацепов в отверстия стоек и работает на повышение надежности соединения благодаря точности расположения двух ножек зацепа в одном пазу отверстия стойки. Зазор между ножками шляпок обеспечивает возможность создания перемычки между смежными ножками одного зацепа, что позволяет усилить прочность стенки соединителя между ножками и прочность каждой смежной ножки в процессе ее работы в пазу отверстия стойки. Условно названные косые зацепы второго варианта соединителя повышают надежность фиксации стоек в рабочем положении за счет повышенной плотности взаимодействия зацепов с отверстиями стоек.
При этом использование прямых и косых зацепов в двух разных вариантах соединителей расширяет возможности их использования в разных конструкциях стеллажей, имеющих разные характеристики.
Представленные в описании конструкции соединителей позволяют быстро и надежно, без использования крепежных средств, наращивать стойки стеллажа по высоте или, при необходимости, уменьшать высоту стоек и, таким образом, увеличивать или уменьшать число ярусов стеллажа и его габариты. Соединители также создают возможность использования условно коротких стоек, что обеспечивает возможность компактного пакетирования готовой продукции, что существенно уменьшает трудоемкость логистических операций и монтажных работ.