УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СТЕЛЛАЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ
ATTACHMENT ASSEMBLY OF RACK STRUCTURE ELEMENTS

Изобретение относится к конструкции сборно-разборных стеллажей, в частности к узлам крепления отдельных элементов стеллажных конструкций друг с другом, и может быть использовано при производстве стеллажей, относящихся к различному типу оборудования, в т.ч. офисному, складскому, торговому.
Конструкция стеллажа обычно включает вертикальные стойки, соединяемые с ними горизонтальные балки - траверсы, предназначенные для установки и крепления полок, а также может содержать другие элементы стеллажной конструкции, прикрепляемые к вертикальным стойкам, например навесные элементы - дверцы, стенки и др. В некоторых конструкциях может применяться крепление полок непосредственно к вертикальным стойкам. Соединение указанных выше элементов с вертикальными стойками может осуществляться, например, посредством крепежных элементов или фиксирующих элементов: болтов, крюков, зацепов и т.п.
В процессе эксплуатации стеллажные конструкции могут подвергаться внешним силовым воздействиям, например, при необходимости перемещения стеллажа без его разборки внутри офисного, торгового или складского помещения. Так, при съеме или установке, например, полет, поддонов, ящиков с помощью вил погрузчика возможно непреднамеренное зацепление траверс вилами погрузчика, в связи с чем может произойти разъединение траверс с вертикальными стойками под действием усилия, направленного вверх, если в узле крепления не обеспечено жесткое соединение элементов (т.е. их жесткая фиксация, при которой невозможно их непреднамеренное - рассоединение). Кроме того, в результате недостаточной прочности крепежных или фиксирующих элементов стеллажная конструкция может подвергаться деформациям (различным искажениям геометрии). Нежесткое соединение элементов и недостаточная прочность снижают надежность стеллажной конструкции.
Известно изобретение «Система стеллажей для хранения и архивирования предметов» (патент РФ 2271130, МПК A47B 57/40, A47B 96/14, опубл. 10.03.2006). Система стеллажей включает стеллаж, который содержит вертикальные несущие стойки, между каждой парой которых установлены горизонтальные траверсы для крепления полок. Узел крепления элементов стеллажа (траверс и полок) к вертикальным стойкам выполнен следующим образом. В каждой стойке выполнены окошки (пазы) для крепления крюков, расположенных на траверсах в вертикальном и горизонтальном направлении. Каждая из полок имеет направленные вниз торцевые уши. Для обеспечения устойчивости стеллажа и жесткости соединения торцевое ухо полки зажато между траверсой и несущими ее стойками стеллажа. Однако в известном узле крепления элементов стеллажной конструкции не исключена возможность выхода из соединения как крюка траверсы, так и торцевого уха полки в случае вертикального воздействия снизу вверх на траверсу или полку. Кроме того, известное техническое решение имеет достаточно сложное конструктивное выполнение.
Известно изобретение «Соединение элементов сборно-разборных стеллажей, торгово-складского оборудования и строительных конструкций» (патент РФ 2347516, МПК A47B 57/08, опубл. 27.02.2009), в котором узел крепления элементов стеллажной конструкции выполнен следующим образом. Каждая горизонтальная балка (траверса) стеллажа закреплена на двух кронштейнах, предназначенных для крепления к вертикальным стойкам стеллажа. Стойка оснащена на лицевой стороне сквозными пазами в виде ромбических отверстий, имеющих направляющую и рабочую поверхность. Кронштейны оснащены Г-образными загнутыми вниз крепежными элементами, каждый из которых выполнен в виде усеченного клина. Крепежные элементы совмещают со сквозными пазами, после чего кронштейны проваливают вниз. Однако в известной конструкции, так же как и в конструкции узла крепления, описанной выше, не предусмотрено предотвращение возможности вертикального смещения вверх и выхода из соединения Г-образных загнутых вниз крепежных элементов, что уменьшает надежность конструкции.
В качестве технического решения (прототипа), наиболее близкого по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению, предлагается узел крепления элементов стеллажной конструкции, известный из изобретения «Lager-Regal» (патент DE 1171577, МПК A47B, опубл. 23.09.1969). Известное техническое решение содержит пустотелую вертикальную стойку с незамкнутым контуром прямоугольного сечения, т.е. смежные грани стойки образуют прямой угол, и элемент стеллажной конструкции - горизонтальную балку (траверсу), соединяемую со стойкой. Соединение элементов стеллажной конструкции осуществляется за счет того, что вдоль ребра вертикальной стойки выполнены угловые сквозные пазы, каждый из которых пересекает смежные грани стойки. Конец горизонтальной балки снабжен фиксирующим элементом - крюком, который установлен в паз своим участком, загнутым вертикально вниз, и опирается внутренней поверхностью своего горизонтального участка на нижнюю торцевую поверхность паза. При сборке узла крепления загнутый участок крюка заводят в паз и при вертикальном перемещении внутри паза проваливают до контакта с нижней торцевой поверхностью паза. Крюк фиксируется в пазу под действием собственного веса траверсы. Известный узел крепления характеризуется простотой конструктивного выполнения, обеспечивающей простоту сборки и разборки конструкции при монтаже и демонтаже стеллажа. Однако в известном в узле крепления не обеспечена жесткость соединения элементов стеллажной конструкции, т.к. в результате наличия значительного вертикального зазора (люфта) между наружной поверхностью горизонтального участка крюка траверсы и верхней торцевой поверхностью паза стойки крюки не зафиксированы жестко в пазах и имеют возможность вертикального смещения вверх, что уменьшает надежность узла крепления элементов стеллажной конструкции, так как в случае соответствующего силового воздействия крюк может сместиться вверх и при этом может произойти разъединение элементов стеллажной конструкции. Кроме того, следует отметить, что в известном узле крепления фиксирующий элемент (крюк) воспринимает вертикальную нагрузку, направленную вниз (при нагружении полок), что также снижает надежность узла крепления, так как в этом случае возможна деформация фиксирующего элемента при эксплуатации стеллажной конструкции.
Техническим результатом, достижение которого обеспечивается заявляемым изобретением, является повышение надежности узла крепления элементов стеллажной конструкции за счет обеспечения жесткого закрепления элемента стеллажной конструкции, соединяемого с вертикальной стойкой, а также исключения воздействия силовой вертикальной нагрузки на фиксирующий элемент.
Указанный технический результат достигается тем, что узел крепления элементов стеллажной конструкции содержит вертикальную пустотелую стойку, смежные грани которой образуют угол. По ребру стойки, образованному смежными гранями, выполнен сквозной паз, частично пересекающий смежные грани стойки. В пазу установлены концевая часть элемента стеллажной конструкции, соединяемого с вертикальной стойкой, выполненная с отгибом по торцу, и фиксирующий элемент, содержащий между стержневыми участками разной длины упорный элемент. Длина верхнего стержневого участка больше длины нижнего стержневого участка. Наружная поверхность концевой части элемента стеллажной конструкции, соединяемого с вертикальной стойкой, имеет контакт с одной вертикальной стенкой паза, а наружная поверхность отгиба имеет контакт с другой вертикальной стенкой паза. Стержневые участки фиксирующего элемента имеют контакты с внутренней поверхностью концевой части элемента стеллажной конструкции, соединяемого с вертикальной стойкой, внутренней поверхностью отгиба и внутренними поверхностями смежных граней стойки, в которых выполнен сквозной паз. Фиксирующий элемент установлен в пазу с возможностью перемещения упорного элемента между верхней и нижней торцевыми поверхностями паза. Высота паза больше, чем размер участка фиксирующего элемента от его нижнего конца до верхней опорной поверхности упорного элемента, но меньше, чем размер участка фиксирующего элемента от его верхнего конца до нижней опорной поверхности упорного элемента.
В заявляемом техническом решении, в отличие от прототипа, концевая часть элемента стеллажной конструкции, соединяемого с вертикальной стойкой, выполнена с отгибом по торцу; фиксирующий элемент выполнен содержащим стержневые участки разной длины (длина верхнего стержневого участка больше длины нижнего), между которыми выполнен упорный элемент; по ребру стойки выполнен сквозной паз, высота которого больше, чем размер участка фиксирующего элемента от его нижнего конца до верхней опорной поверхности упорного элемента, но меньше, чем размер участка фиксирующего элемента от его верхнего конца до нижней опорной поверхности упорного элемента. Элементы стеллажной конструкции соединены таким образом, что фиксирующий элемент установлен в пазу с возможностью перемещения упорного элемента между верхней и нижней торцевыми поверхностями паза; наружная поверхность концевой части имеет контакт с одной вертикальной стенкой паза, а наружная поверхность отгиба - с другой; стержневые участки фиксирующего элемента имеют контакты с внутренней поверхностью концевой части и внутренней поверхностью отгиба элемента стеллажной конструкции, а также с внутренними поверхностями смежных граней стойки, в которых выполнен сквозной паз. В предлагаемом изобретении фиксирующий элемент представляет собой отдельную деталь, обеспечивающую прижим концевой части и ее отгиба к вертикальным стенкам паза (посредством контакта своих стержневых участков с внутренними поверхностями концевой части и отгиба) и при этом (в отличие от прототипа) не воспринимающую вертикальную нагрузку, что повышает надежность узла крепления. Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает возможность жесткой фиксации концевой части в пазу стойки с помощью фиксирующего элемента. При такой фиксации элемент стеллажной конструкции, соединяемый с вертикальной стойкой, лишен возможности поворота и линейного смещения относительно трех осей прямоугольной системы координат (в то время как в прототипе траверса имеет возможность вертикального смещения вверх), что существенно повышает надежность узла крепления элементов стеллажной конструкции.
С целью повышения технологичности изготовления узла крепления элементов стеллажной конструкции и упрощения его сборки стержневые участки фиксирующего элемента могут быть выполнены соосными.
Графические материалы содержат пример конкретного выполнения заявляемого узла крепления элементов стеллажной конструкции. На фиг. 1 представлен общий вид узла крепления (аксонометрическая проекция), на фиг. 2 - разрез А-А (повернуто).
Узел крепления элементов стеллажной конструкции (фиг. 1) содержит вертикальную пустотелую стойку 1, соединяемый с ней элемент стеллажной конструкции, который в представленном примере выполнен в виде горизонтальной балки - траверсы 2, и фиксирующий элемент 3.
В представленном примере стойка 1 выполнена четырехгранной, ее смежные грани образуют прямой угол. По ребру стойки, образованному смежными гранями 4 и 5, выполнен сквозной паз 6, частично пересекающий смежные грани 4 и 5 стойки 1.
Концевая часть 7 траверсы 2 выполнена с отгибом 8 по торцу (в примере выполнения - под прямым углом).
Фиксирующий элемент 3 содержит соосные стержневые участки - верхний 9 и нижний 10, между которыми выполнен упорный элемент 11. Длина верхнего стержневого участка 9 больше длины нижнего стержневого участка 10, а толщина стержневых участков фиксирующего элемента может быть определена, например, расчетным путем или методом подбора.
Упорный элемент 11 может быть выполнен монолитным или полым, произвольной формы. Выполнение упорного элемента, например,  или П-образной формы представляется достаточно технологичным, как обеспечивающее наиболее удобную установку (или извлечение) фиксирующего элемента.
Для обеспечения возможности установки фиксирующего элемента 3 в паз 6 путем последовательной заводки стержневых участков 9 и 10 в полость стойки 1 и предотвращения в дальнейшем возможности выхода из паза верхнего конца фиксирующего элемента (при сдвигании фиксирующего элемента вниз до контакта нижней опорной поверхности упора 11 с нижней торцевой поверхностью паза 6) высота h паза 6 должна быть больше, чем размер b участка фиксирующего элемента от его нижнего конца до верхней опорной поверхности упорного элемента 11, но меньше, чем размер f участка фиксирующего элемента от его верхнего конца до нижней опорной поверхности упорного элемента 11.
Концевая часть 7 траверсы 2 установлена внутрь паза 6 до упора наружными поверхностями концевой части 7 и ее торцевого отгиба 8 в вертикальные стенки паза 6 (соответственно по граням 4 и 5). При этом под действием собственного веса траверсы концевая часть будет опираться своей нижней поверхностью на нижнюю торцевую поверхность паза 6.
Фиксирующий элемент 3 установлен в паз 6 стойки 1 так, что концы его стержневых участков 9 и 10 находятся во внутреннем пространстве стойки (в полости), а упорный элемент 11 - снаружи. При этом, как показано на фиг. 2, стержневые участки 9 и 10 прижаты к внутренним поверхностям концевой части 7 и ее торцевого отгиба 8, а также к внутренним поверхностями смежных граней 4 и 5.
Для изготовления элементов стеллажных конструкций может быть использован металлопрокат с различным сечением профиля, а также листовой прокат.
Функционирование узла крепления элементов стеллажной конструкции осуществляется следующим образом.
При сборке концевую часть 7 элемента стеллажной конструкции, в представленном примере - горизонтальной балки (траверсы) 2, соединяемого с вертикальной стойкой 1, заводят в сквозной паз 6 таким образом, чтобы концевая часть 7 и ее отгиб 8 своими наружными поверхностями упирались в вертикальные стенки паза 6, при этом нижняя торцевая поверхность концевой части 7 опирается на нижнюю торцевую поверхность паза 6 (под действием собственного веса). Затем в паз 6 заводят фиксирующий элемент 3. Сначала верхний, более длинный, стержневой участок 9 фиксирующего элемента 3 вводят через паз 6 во внутреннее пространство стойки 1, поднимая его вверх до тех пор, пока торец нижнего стержневого участка 10 фиксирующего элемента 3 не окажется над нижней торцевой поверхностью паза 6 (предельное положение фиксирующего элемента 3 при этом - когда верхняя опорная поверхность упорного элемента 11 будет находиться в контакте с верхней торцевой поверхностью паза 6). Затем нижний стержневой участок 10 опускают вниз во внутреннее пространство стойки 1 (предельное положение фиксирующего элемента 3 при этом - упор нижней опорной поверхностью упорного элемента 11 в нижнюю торцевую поверхность паза 6). Стержневые участки 9 и 10 фиксирующего элемента 3 располагаются вертикально, на одной оси, и те отрезки стержневых участков, которые расположены во внутреннем пространстве стойки 1, прижаты к внутренним поверхностям смежных граней 4 и 5, а те отрезки стержневых участков, которые расположены в пространстве паза 6, прижаты к внутренней поверхности концевой части 7 траверсы и торцевого отгиба 8. Упорный элемент 11 располагается снаружи стойки, во внешнем свободном пространстве, перед траверсой.
В собранной стеллажной конструкции обеспечена жесткая фиксация в узле крепления траверсы 2, являющейся элементом конструкции, соединяемым с вертикальной стойкой 1, т.к. возможность вертикального смещения как вверх, так и вниз ограничена торцевыми поверхностями паза 6, в котором установлена концевая часть 7 траверсы 2, а возможность поворота относительно вертикальной оси, смещения в горизонтальных направлениях, а также поворота вокруг продольных осей траверс ограничена прижимом наружных поверхностей концевой части 7 и торцевого отгиба 8 к вертикальным стенкам паза 6, а также прижимом внутренних поверхностей концевой части 7 и отгиба 8 стержневыми участками 9 и 10 фиксирующего элемента 3 за счет контактного замыкания фиксирующего элемента другими отрезками стержневых участков на внутренние поверхности смежных граней 4 и 5 стойки 1. Таким образом, в соединении ограничены все шесть степеней свободы элемента стеллажной конструкции, соединяемого с вертикальной стойкой, и обеспечено жесткое закрепление элемента, что повышает надежность узла крепления элементов стеллажной конструкции, а также стеллажной конструкции в целом.
В процессе эксплуатации стеллажной конструкции при нагружении стеллажных элементов нагрузка передается непосредственно стойкам, в результате чего фиксирующий элемент не воспринимает вертикальные нагрузки, что также повышает надежность узла крепления и стеллажной конструкции в целом.