ЛЕСТНИЦА НА СКРЫТЫХ БОЛЬЦАХ
STAIRCASE ON CONCEALMENT BOLTS

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкции лестниц, и предназначено для создания различных по форме и параметрам консольных лестниц, содержащих несколько сборных модульных элементов.
Технический результат - создание конструкции лестницы, выгодное оформление при создании несущего узла пространственной конструкции, обеспечивающего расширение применения различных материалов и привлекательный дизайн по отношению к уровню техники. Лестница включает в себя устройство скрытого больца, предложен способ его применения.
Полезным аналогом может служить лестница «KENNGOTT», согласно DIN 18069 тип WF-2, которая обычно называется лестницей несущего болта. [1]
Настоящим прорывом в развитии лестниц явилась разработка в 60-ых годах немецкой компанией KENNGOTT - больцевой лестницы. Свое название лестница на больцах получила от немецкого слова Bolzen «винт, штырь, стержень». Принцип работы данной разработки заключается в том, что действительно болты и штыри являются основой крепления этой лестницы. В общем ступени крепятся к больцам несколькими способами, но все они подчиняются одному правилу: передний край верхней ступени опирается на задний край нижней ступени через распорную втулку из обрезка трубы, надетой на больц, который представляет собой металлический стержень с резьбовыми концами. Сами больцы пропускают сквозь отверстия в ступенях и закрепляют снизу декоративными гайками с широкими шайбами или через стальную пластину. Неподвижность соединения достигается за счет контргайки, накрученной на стойку со стороны верхней плоскости второй ступени.
Недостатком данного устройства является то, что конструктивно в местах стягивания больца, почти всегда на видном месте сверху и снизу ступеней располагаются гайки или крепежные болты, а так же скудный выбор материала.
Известна консольная лестница «Freietragende Treppe», принцип крепления ступеней которой основан на применении больцев, но и они имеют те же недостатки. [2]
Нами предлагается устранить технические недостатки аналога и прототипа, а именно учесть в разработке и практичной реализации новой конструкции больца возможность позволяющей стягивать ступени изнутри распорной трубы, тем самым достигается эффект полного отсутствия верхних и нижних гаек, как четко выраженных несущих элементов, а так же более широкий выбор применяемого материала, что придает лестнице легкость, и более эстетический вид.
До настоящего времени в литературе не была описана конструкция лестниц на скрытых больцах. Это обстоятельство даст нам основание считать, что заявляемая нами конструкция, соответствует первому признаку изобретения, установленному законодательством РФ - новизна. Сопоставление известных признаков аналога [1] и прототипа [2] с отличительными признаками заявляемой нами конструкции соответствует второму признаку изобретения - изобретательский уровень. Предлагаемая нами конструкция достаточно легко может быть реализована на практике в промышленном масштабе, следовательно, заявляемому нами объекту присущ и третий признак изобретения - промышленная применимость.
Конструкция предполагаемого нами скрытого больца представлена на фиг. 1,
где 1 - ввертыш - нижний, с левой резьбой внутри и снаружи, сажается на специальный клей типа ZAP Z - POXY РТ-37 made in USA;
2 - шайба-флянец, укрепляющий и декоративный элемент;
3 - гайка-переходник, внешняя резьба левая, внутренняя правая;
4 - труба - распорная, задает высоту проступи между ступенями 8 и 9;
5 - штырь, нижняя резьба - правая, шаг 1,25 мм, верхняя резьба - правая шаг 1,5 мм;
6 - шпилька обеспечивает внутреннее сопряжение между трубой - распорной 4 и штырем 5;
7 - ввертыш - верхний, с правой резьбой внутри и снаружи;
8. - ступень - верхняя, из дерева или материала твердых пород; 9 - ступень - нижняя, из дерева или материала твердых пород.
Монтаж скрытого больца производится поэтапно. Вначале вкручивается, с клеем типа ZAP Z - POXY РТ -37, верхний ввертыш 7 в верхнюю ступень 8 с правой внешней резьбой в заранее подготовленное отверстие, при этом внутренняя резьба ввертыша, тоже имеет правую сторону с шагом 1,5 мм. Аналогично вкручивается, с клеем второй, нижний ввертыш 1 в нижнюю ступень 9, с левой внешней резьбой, его внутренняя резьба будет тоже левой с шагом 1,5 мм. Далее, в нижний ввертыш 1 вкручивается с левой внешней резьбой высокая гайка - переходник 3, выполняя две функции: прижимает собой нижнюю шайбу - фланец 2 для распорной трубы 4 и далее, в нее вкручивается штырь 5 с более мелкой в нижнем конце, с правой резьбой шаг 1,2 мм.
При вращении распорной трубы 4, с помощью специального ключа, через горизонтально расположенную в штыре 5 шпильку 1, передается вращательный момент штырю 5, который благодаря сквозному пазу имеет свободный ход по вертикали и может закручиваться в верхний ввертыш 7, предварительно насаженный на верхнюю шайбу - флянец 2.
По завершении монтажа скрытого больца сквозной паз в распорной трубе 4 закрывает крышкой защелкой по всей длине - фиг. 2.
Основные рабочие конструкции и размерности скрытого больца: ввертыш верхний 7; труба распорная 4, гайка-переходник 3, штырь 5, шпилька 6 и ввертыш нижний представлены соответственно на фиг. 3, 4, 5, 6,7 и 8.
В варианте исполнения перед закручиванием в верхний ввертыш 7 низ штыря 5 на 2\3 вкручен в гайку-переходник 3 на глубину 20 мм., а высота штыря 5 над трубой - распорной 4 должна быть не более 2÷4 мм., при этом высота самой трубы - распорной 4 будет соответствовать исходя высоте проступи 160÷220 мм.
При дальнейшем вкручивании верхняя часть штыря 5 с правой резьбой, шаг 1,5 мм в ввертыш - верхний 7 нижняя часть штыря 5 (тоже с правой резьбой) будет выкручиваться из гайки - переходника 3 с меньшей скоростью благодаря другому шагу резьбы 1,25 мм, как следствие, будет происходить плавное и надежное стягивание двух ступеней 8 и 9 изнутри трубы - распорной 4.
Нижнее значение указанного соотношения высоты штыря 5 над распорной трубой 4 2÷4 мм, выбрано из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит уменьшение глубины затягивания штыря 5 в верхнем ввертыше 7, это может привести к потере устойчивости и изгибающим нагрузкам.
Верхнее значение указанного соотношения выбрано исходя из того, что при дальнейшем его увеличении штырь 5 может пройти всю резьбу верхнего ввертыша 7 так и не успев затянуться через трубу - распорную 4.
Предлагаемый первый вариант промышленного исполнения крепежа ступеней предусматривает в качестве распорной трубы 4 профиль прессованный из алюминиевых сплавов системы «KRAUSS» ГОСТ 22233-2001 (изготовитель АО «Системный Алюминий»).
Во втором варианте промышленного исполнения внешнего сопряжения, в качестве распорной трубы можно использовать любую трубу из любого материала и диаметра, которая подойдет по усмотрению изготовителя.
Конструкцию предполагаемого нами скрытого больца внешнего сопряжения представлена на фиг. 9,
где 1 - ввертыш - нижний, с левой резьбой внутри и снаружи, сажается на клей типа ZAP Z - POXY РТ -37;
2 - шайба-флянец, укрепляющий и декоративный элемент;
3 - гайка-переходник, внешняя резьба левая, внутренняя правая;
4 - труба - распорная из любого материала и диаметра, задает высоту проступи между ступенями 8 и 9;
5 - штырь, нижняя резьба правая, шаг 1,25 мм, верхняя резьба правая шаг 1,5 мм;
7 - ввертыш - верхний, с правой резьбой внутри и снаружи;
8 - ступень - верхняя, из дерева или материала твердых пород;
9 - ступень - нижняя, из дерева или материала твердых пород,
10 - вкладыш, например, из ПВХ трубки закрепляется с помощью специального клея или другим способом с трубой - распорной 4;
11 - шпилька-2, обеспечивает внешнее сопряжение между трубой - распорной 4 и штырем 5;
12. втулка, обеспечивают роликовое скольжение в пазах вкладыша 10 при внешнем сопряжении между трубой - распорной 4 и штырем 5.
Особенностью рабочей конструкции скрытого больца в гладкой трубе распорной 4 при внешнем сопряжении является применение вкладыша 10, закрепленного спецклеем внутри трубы распорной 4 и конструкцией шпильки 11, которая через втулки 12 передает вращательный момент штырю 5 - фиг. 8.
Проведенные испытания скрытого больца на нескольких лестницах полностью подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений.
Использование предложенных технических решений позволит улучшить внешний вид лестниц и упростить труд проектировщиков, которые вынуждены «прятать» конструктивную особенность несущих элементов шляпки болтов и гайки больцевских лестниц.
Литература
1. TREPPENKATALOG «KENNGOTT» ISBN3-927033-03-0, 1997, www.kengott.de
2. Furopen Patent office EP №1103671. Freitragende Treppe, Prioritat: 29.11.1999 DE 29920844 U.