ДОРОЖНЫЙ ЗНАК ИЗ КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к техническим средствам организации дорожного движения, а именно к дорожным знакам, которые используются при эксплуатации автомобильных дорог.
Известен аналог – устройство для крепления дорожных знаков и указателей – патент на полезную модель РФ № 122664, 03.04.2012, содержащее стойку, крепежные элементы, отличающееся тем, что стойка содержит хотя бы одну щель для размещения крепежных элементов или хотя бы одну щель и хотя бы одно отверстие для размещения крепежных элементов.
Недостатком аналога является сложность изготовления стойки устройства, так как для изготовления стойки с пазом и отверстиями необходимо применение технологии экструзии, которая накладывает множество требований на технологическую оснастку, а также требует повышенного расхода энергии для создания давления материала порядка 5000 кг/см2 перед матрицей в процессе экструдирования профиля стойки.
Известен аналог – устройство дорожного знака – атлас “Типовые конструкции проектного института “Союздорпроект” «ОПОРЫ ДОРОЖНЫХ ЗНАКОВ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ», утверждённые Минтрансстроем СССР 15.02.88, принятое в качестве прототипа, содержащее выполненную из листового металла основу знака с зафиксированными на нём сваркой кронштейнами, которые закреплены хомутами к стойке, имеющей форму трубы, с обеспечением зазора между основой знака и стойкой, причём кронштейны выполнены из листового металла и каждая из них имеет форму пластины с изгибами, одна полка которой совмещена с поверхностью основы знака, вторая полка совмещена с поверхностью стойки, полки соединены перемычкой с обеспечением зазора между основой знака и стойкой.
Устройство-прототип более технологично в изготовлении по сравнению с предыдущим аналогом. Однако оно обладает недостатком, который заключается в сложности монтажа такой конструкции. Сложность монтажа обусловлена работой на высоте, большим весом основы знака, который изготовлен из металла, необходимостью проведения множества манипуляций для крепления знака, в процессе которых необходимо удерживать знак на весу, необходимостью обеспечения доступа в процессе монтажа с лицевой и оборотной сторон знака одновременно. В устройстве-прототипе кронштейны уже зафиксированы на основе и доступ для установки хомута, закрепляющего знак к стойке, ограничен. В этом случае один монтажник должен удерживать основу знака с лицевой стороны, а второй крепить её хомутами к стойке с оборотной стороны. Большинство знаков устанавливают попарно рядом, например один над другим, причём с обратной стороны к стойке устанавливают знаки для потока машин встречного направления. В таком случае при установке знака описанного в прототипе доступ для крепления второго знака становится ограниченным с лицевой стороны, а крепление знаков с обратной стороны для потока машин встречного направления становится невозможным. Аналогичная ситуация возникает в случае расположения знака близко к стене, например, если стойка закреплена к стене здания или близко к ней. В перечисленных случаях монтаж знака одним специалистом невозможен.
Строительство автомобильных дорог и количество устанавливаемых ежегодно дорожных знаков превышает показатели двадцати и даже десяти летней давности. Поэтому в современных условиях очень важным фактором является трудоёмкость установки дорожных знаков, что в значительной степени определяет прибыль занимающейся данным видом бизнеса компании. Трудоёмкость зависит от количества специалистов необходимых для осуществления монтажа, поэтому идеальным вариантом является возможность проведения монтажа знака одним специалистом.
Технической задачей полезной модели является снижение веса деталей знака, обеспечение доступа для монтажа знака с одной стороны и исключение необходимости выполнения двух действий при монтаже одновременно.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в обеспечении возможности монтажа знака одним специалистом.
Решение технической задачи в дорожном знаке из композитного материала, содержащем основу знака, закреплённую к кронштейнам, выполненным с возможностью их крепления хомутами к стойке с обеспечением зазора между основой знака и стойкой, причём кронштейны выполнены из листового металла и каждый из них имеет форму пластины с изгибами, одна полка которой совмещена с поверхностью основы знака, вторая полка совмещена с поверхностью стойки, полки соединены перемычкой для обеспечения зазора между основой знака и стойкой, достигается тем, что основа знака выполнена из композитного материала, обеспечивающего малый вес при сохранении жёсткости, основа знака имеет выступающую за основную область знака площадку крепления, с которой совмещена полка кронштейна, при этом имеется прижимная планка, прижимающая площадку крепления основы с лицевой стороны знака к полке кронштейна за счёт элементов соединения (резьбового соединения, заклепок и т.д.). Дополнительно - совмещённая с поверхностью основы полка кронштейна может иметь место для размещения площадок крепления двух основ знаков.
Резьбовое соединение может быть выполнено с отсутствием необходимости удерживания элемента с наружной резьбой от проворачивания при закручивании гайки.
На фиг.1 изображён вид спереди дорожного знака из композитного материала.
На фиг.2 изображён вид сбоку дорожного знака из композитного материала.
На фиг.3 изображены варианты форм основ знака.
На фиг.4 изображён вид сбоку кронштейна.
На фиг.5 изображён вид А кронштейна.
На фиг.6 изображён вид сбоку и изометрический вид прижимной планки.
На фиг.7 изображён изометрический вид прижимной планки.
На фиг.8 изображён вид спереди стойки с несколькими дорожными знаками из композитного материала.
На фиг.9 изображён вид сбоку стойки с несколькими дорожными знаками из композитного материала.
На фиг.10 изображено фото дорожного знака из композитного материала (вид спереди).
На фиг.11 изображено фото дорожного знака из композитного материала (вид сбоку).
Дорожный знак из композитного материала содержит основу 1 знака, закреплённую к кронштейнам 2. Кронштейны 2 могут быть закреплены  хомутами 3 к стойке 4 с обеспечением зазора A между основой 1 знака и стойкой 4, как показано на рисунке 2. Кронштейны 2 выполнены из листового металла и каждый из них имеет форму пластины с изгибами 5, как показано на рисунке 4, одна полка 6 которой совмещена с поверхностью основы 1 знака, вторая полка 7 совмещена с поверхностью стойки 4, полки 6, 7 соединены перемычкой 8, обеспечивающей зазор A между основой 1 знака и стойкой 4. Основа 1 знака выполнена из композитного материала, обеспечивающего малый вес при сохранении жёсткости, основа 1 знака имеет выступающую за основную область знака площадку крепления 9, с которой совмещена полка 6 кронштейна 2. Имеется прижимная планка 10, прижимающая площадку крепления 9 основы 1 с лицевой стороны знака к полке 6 кронштейна 2 за счёт элементов соединения 11 (например, резьбового соединения, заклепок и т.д.), причём совмещённая с поверхностью основы 1 полка 6 кронштейна 2 может иметь  место для размещения площадок крепления 9 двух основ 1 знаков. Резьбовое соединение (элемент соединения 11) может быть выполнено с отсутствием необходимости удерживания элемента с наружной резьбой 12 от проворачивания при закручивании гайки.
Рассмотрим пример конкретной реализации дорожного знака из композитного материала. Основа 1 знака изготавливается из алюмокомпозита, который представляет из себя трёхслойный листовой материал толщиной 5 мм, наружные слои которого алюминиевые, а средний слой полиэтиленовый. Толщина материала выбирается в зависимости от размера и формы основы 1 по ГОСТ 52290-2004 или ГОСТ32945-2014 и на основании расчёта ветровой нагрузки для конкретного региона применения знака. Применение композитного материала позволяет снизить вес основы 1, сохранив её жёсткость, необходимую для сохранения формы при ветровых нагрузках. Для композита толщиной 3мм вес уменьшается 1,6 раза, для композита толщиной 4 мм в 1,5 раза, для композита толщиной 5 мм в 1,4 раза по сравнению со стандартным исполнением металлического знака из цинкованного металла 0,8 мм. Малый вес основы 1 позволяет осуществить её установку одним монтажником, а также позволяет снизить вес всей конструкции знака, снизив её материалоёмкость. Основа 1 может иметь различную конфигурацию, в зависимости от типа знака по ГОСТ 52290-2004 или ГОСТ32945-2014, как показано на рисунке 3. Её получают из листа фрезерованием, выполняют отверстия 13 для крепежа резьбового соединения 11. На основу 1 методом накатки и аппликации наносят маску-пиктограмму изображения дорожного знака из светоотражающей плёнки. Изображение соответствует ГОСТ 52290-2004 или ГОСТ32945-2014 и ПДД РФ. Абсолютная ровность основы знака намного упрощает эту операцию по сравнению с известными конструкциями металлических знаков. Наличие выступающей за основную область знака площадки крепления 9 обеспечивает удобный доступ к элементам соединению 11, позволяя вести монтаж с лицевой стороны знака. А также наличие выступающей за основную область знака площадки крепления 9 обеспечивает возможность установки прижимной планки 10 с лицевой стороны основы 1 без перекрытия основной области знака, что обеспечивает удовлетворение требований ГОСТ Р 52289-2004. Профиль кронштейна 2 и прижимной планки 10 вырезают из листовой стали толщиной 2 мм методом лазерной резки. На листогибе выполняют изгибы 5 кронштейна 2, как показано на рисунке 4. Совмещённая с поверхностью основы 1 знака полка 6 кронштейна 2 шире, чем вторая полка 7, совмещённая с поверхностью стойки 4. Которая выполнена по ширине  стойки, на которую устанавливают знаки, обычно это 76-77 мм. На совмещённой с поверхностью основы 1 знака полке 6 кронштейна 2 вырезают 4 вертикальных паза-отверстий 14 под элементы соединения 11 – резьбовые соединения, заклепки и т.д.  Вертикальные пазы 14 обеспечивают удобство монтажа. Вертикальный размер совмещённой с поверхностью основы 1 знака полки 6 кронштейна 2 равен 50 мм, он достаточен для крепления двух основ 1 знаков, как показано на рисунках 7, 8. По ГОСТ 52289 -2004 между знаками установленными на одной стойке должно быть 50 мм. В качестве хомута 3 выступает стяжная металлическая лента, которая широко используется при монтаже различных металлоконструкций. Стойка 4 представляет из себя стальную оцинкованную трубу круглого сечения. Она забетонирована в землю. Возможна установка стойки 4 к переносному основанию или её крепление к стене здания на кронштейнах. Она может иметь любую конфигурацию с возможностью крепления к ней кронштейнов 2. К прижимной планке 10 методом контактной сварки закреплены шпильки 12 резьбового соединения. Такой вид крепежа упрощает труд монтажника, позволяя не удерживать винт или болт при закручивании гайки. Возможен вариант исполнения, в котором в прижимной планке сверлятся отверстия, а резьбовое соединение осуществляется болтом или винтом с гайкой. Прижимная планка 10 распределяет воздействующее на основу 1 усилие прижатия, предотвращая его разрушение из-за низкой твёрдости композитного материала. Соединение прижимная планка – кронштейн имеет достаточную жесткость для удержания всей конструкции знака, а при креплении на стойку получают дополнительную жесткость за счет жёсткости опоры.
Рассмотрим пример монтажа дорожного знака из композитного материала. Все детали привозят на место монтажа, где предварительно установлена стойка 4. Монтажник поднимается на высоту расположения знака с помощью стремянки или подъёмного механизма. Устанавливает первый кронштейн 2 с помощью хомута 3 на стойке 4 отверстиями вверх на требуемую высоту. Высота размещения верхней границы пиктограммы знака на 25 мм ниже верхнего края кронштейна. Далее устанавливает второй (нижний ) кронштейн 2 отверстиями вниз с помощью второго хомута 3, ниже первого установленного кронштейна 2 на расстоянии  приблизительно соответствующем размеру знака, но не затягивает хомуты 3. После этого монтажник фиксирует основу 1 знака на верхний кронштейн 2 прижимной планкой 10 с помощью элементов соединения 11 и совмещает нижний кронштейн 2 с отверстиями на нижней площадке крепления 9 основы 1 знака, которую прижимной планкой 10 фиксирует на кронштейне 2 с помощью элеметов соединения 11. Последней операцией он затягивает нижний кронштейн 2 хомутом 3. Описанная последовательность монтажа очень эффективна при креплении двух знаков один над другим с применением общего среднего кронштейна 2 и с применением бандажной ленты.
Существует второй вариант монтажа. Закрепляют верхний кронштейн 3 с помощью хомута на опоре на заданную высоту, после чего закрепляют основу 1, совмещая отверстия на кронштейне и основе 1, с помощью  прижимной планки 10 и резьбового соединения 10. Последней операцией закрепляют нижний кронштейн 2 на стойке 4 с помощью хомута 3.
При необходимости установки двух знаков один над другим, или установки дополнительного знака для потока автомобилей противоположного направления, как показано на рисунках 7, 8, необходимость в привлечении дополнительного монтажника отсутствует, так как доступ к элементам соединениям 11 обеспечен за счёт наличия выступающих за основную область знака площадок крепления 9, а основа 1 знака имеет малый вес.
Возможность монтажа дорожного знака из композитного материала подтверждена опытом. На рисунках 9 и 10 представлены образцы знаков, выполненные с применением предлагаемой полезной модели. Монтаж знаков проводился одним монтажником за относительно короткое время. В данное время знаки находятся в эксплуатации.
Технический результат  полезной модели достигается благодаря тому, что
1 основа знака выполнена из композитного материала, обеспечивающего малый вес при сохранении жёсткости, что обеспечивает возможность удерживания знака одним специалистом с возможностью при этом осуществление дополнительных манипуляций с крепёжным инструментом,
2 основа знака имеет выступающую за основную область знака площадку для крепления, с которой совмещена полка кронштейна, что позволяет закрепить основу из композитного материала планкой, не размещая прижимную планку на основной информационной зоне знака с целью удовлетворения требований ГОСТ Р 52289-2004, а также для обеспечения доступа к элементам, что важно при осуществлении монтажа одним специалистом,
3 имеется прижимная планка, прижимающая площадку крепления основы с лицевой стороны знака к полке кронштейна за счёт резьбового соединения, что обеспечивает возможность применения композитного материала с меньшим удельным весом, обычно имеющего меньшую твёрдость, предотвращая его повреждение при затяжке элемента соединения, в частности резьбового крепления,
4 совмещённая с поверхностью основы полка кронштейна имеет место для размещения площадок крепления двух основ знаков, сокращая время монтажа, что важно при осуществлении монтажа одним специалистом, ведь при долгом монтаже и выполнении всех операций одним специалистом быстро накапливается утомление, препятствующее осуществление монтажа большого количества знаков в одиночку,
5 резьбовое соединение выполнено с отсутствием необходимости удерживания элемента с наружной резьбой от проворачивания при закручивании гайки, что важно из-за наличия только пары рук при осуществлении монтажа одним специалистом.
Предлагаемая полезная модель имеет ряд дополнительных преимуществ. Изготовление основы знака из композитного материала повышает её коррозионную стойкость, снижает общую материалоёмкость конструкции за счёт снижения веса, ведь нагрузка на остальные элементы конструкции падает, благодаря чему можно изготавливать их менее прочными. Крепление «стык в стык» нескольких знаков, способствует уменьшению количества крепежных элементов - хомутов, благодаря чему конструкция становится дешевле, а монтажные работы проще. Знак поставляется в разобранном виде, что уменьшает объём занимаемой конструкции и исключает повреждение от соприкосновения с установленными металлическими кронштейнами.  Высокая технологичность и точность изготовления основы дает возможность заменить основу знака при ее повреждении простым способом без демонтажа кронштейнов, особенно при креплении знаков на