СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТУРМОВОЙ СКЛАДНОЙ ЛЕСТНИЦЫ-ТРАПА ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ШТУРМОВАЯ СКЛАДНАЯ ЛЕСТНИЦА-ТРАП ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2013 года по МПК E06C1/00 

Изобретение относится к снаряжению штурмовых групп спецподразделений и предназначено для проникновения на объекты, а также для преодоления препятствий в виде рвов, канав и т.д.

Известны штурмовые лестницы по US 4376470 А от 15.03.83., МКИ⁷ F41Н 13/00, по FR 1215053 А от 22.09.72. МПК⁷ Е06С 1/38, по ЕР 0324885 AI, 26.07.89. МПК⁷ Е06С 1/38.

Известна штурмовая лестница по RU 2134336 С1 от 22.04.1998, МПК⁷ Е06С 1/38. Штурмовая лестница из композиционного материала типа стекло-, органо- или углепластика состоит из секций, узлов соединения секций друг с другом, металлических поворотных консолей-захватов, закрепленных на верхней секции, металлических остроконечных стержней, закрепленных на нижней секции, откидной рамки и стяжного ремня. Каждая из секций содержит две тетивы в виде плоских ферм из параллельных балок коробчатого профиля, соединенных пластинами, и поперечины, размещенные между пластинами противолежащих ферм, скрепленные с балками с помощью косынок и металлических стяжек. Каждый узел соединения секций включает шарнирное соединение и замок-фиксатор. Каждая консоль-захват имеет остроконечный зацеп и гайку-пробойник.

Также известна штурмовая лестница по RU 2134337 С1 от 22.04.1998, МПК⁷ Е06С 1/38. Штурмовая лестница состоит из секций, каждая из которых имеет жесткий пространственный каркас, образуемый двумя фермами-тетивами, поперечной связью и диафрагмой, соединяющими соответственно сходящиеся и расходящиеся концы ферм-тетив, и настил из поперечных элементов, подкрепленный центральной продольной балкой. Секции скреплены между собой шарнирными соединениями. Рабочее положение лестницы фиксирует замок-фиксатор. Лестница имеет консоли-захваты с остроконечными зацепами, фиксируемые гайкой-пробойником, на одном ее конце и клиновидные башмаки на другом.

Известные решения определяют общий уровень техники и не являются особо релевантными, поэтому предлагаемыми решениями устраняются недостатки общего известного уровня техники.

Недостатками известного уровня техники для способа является низкая технологичность и качество формовки основных несущих балок из-за сложности устранения и высокой заметности дефектов, присущих формовке, отсутствие возможности оптимизации количества слоев по граням балки с сохранением симметричности сечения относительно вертикальной и горизонтальной осей, а также низкая технологичность и качество соединений продольных элементов конструкции и поперечных связей.

Недостатками известного уровня техники для устройства является низкая надежность работы конструкции из-за низкой прочности элементов, работающих в основном на изгиб, и низкой несущей способности основных несущих элементов - продольных балок, так как для этих балок критическое состояние - потеря устойчивости при работе на изгиб с деформацией критического сечения до бочкообразности (см. фиг.9), причем относительная деформация (ε) стенок в рассматриваемом сечении выше, чем деформация полок (то есть стенки требуют большего усиления, чем полки), низкая надежность работы лестницы из-за низкой прочности соединения продольных элементов и поперечных связей при недостаточной площади клеевого соединения, кроме того, недостатками являются завышенная масса конструкции, низкие эксплуатационные характеристики, низкое качество поверхностей продольных балок и их соединений с поперечными связями, недостаточная универсальность применения лестницы, а также низкая взаимозаменяемость элементов.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка лестницы-трапа с исключением указанных недостатков.

Технический результат для способа, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении технологичности и качества формовки основных несущих балок за счет возможности укладки ленты без перекоса волокон, без гофр и складок, облегчения удаления пузырей из-под каждого слоя при разглаживании укладываемой ленты по направлению к краю со значительным сокращением расстояния этого разглаживания, за счет возможности оптимизации количества слоев по граням балки с сохранением симметричности сечения относительно вертикальной и горизонтальной осей, а также за счет минимального количества стыков, удобства удаления и зачистки краев слоев, а также ровности краев и их малозаметности, кроме того, технический результат заключается в повышении технологичности и качества соединений продольных элементов конструкции и поперечных связей.

Технический результат для устройства, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении надежности работы лестницы за счет повышения прочности элементов, работающих в основном на изгиб, за счет повышения несущей способности по устойчивости основных несущих элементов - продольных балок, работающих на изгиб при усилении их стенок и полок с оптимизацией этого усиления с сохранением симметричности сечения относительно вертикальной и горизонтальной осей (что актуально для повышения устойчивости) и повышением качества поверхностей балок, в снижении массы конструкции, в повышении надежности работы лестницы за счет повышения прочности соединения продольных элементов и поперечных связей при увеличении площади клеевого соединения, в повышении качества соединений за счет размещения клеевых соединений внутри конструкции, в повышении удобства эксплуатации и универсальности применения, а также в повышении взаимозаменяемости элементов.

Поставленная задача с достижением технического результата решается за счет того, что способ изготовления штурмовой складной лестницы-трапа из композиционных материалов, при котором собирают секции в виде жесткого пространственного каркаса из ферм-тетив со стойками, которыми соединяют верхние и нижние продольные балки коробчатого профиля с наконечниками у сходящихся концов и верхними и нижними узлами соединения секций, которые закрепляют в расходящихся концах балок, и из поперечных связей ферм-тетив в виде настила, который закрепляют на верхних продольных балках и подкрепляют центральной продольной коробчатой балкой, и в виде коробчатой поперечины, которую закрепляют в стойках у узлов соединения, а также в виде трубчатых поперечин, которые закрепляют в нижних продольных балках, причем поперечные связи и продольные балки выполняют из однонаправленных волокон композиционного материала типа стекло-, органо- или углепластика, при этом продольные балки перед сборкой заформовывают продольными пропитанными связующим стеклолентами, укладывая последние с образованием П-образных профилей и располагая их навстречу друг другу один внутри другого, обеспечивая наличие на боковых стенках балок большего количества слоев стеклоленты, чем на верхней и нижней полке, а для закрепления трубчатых поперечин во внутренних стенках соответствующих балок выполняют отверстия, саму поперечину вставляют до упора в балку с зазором между полками, достаточным для размещения окантовки конца поперечины, которую выполняют из одного-трех слоев стеклопластика с охватом стенки поперечины и загибом ее внутрь поперечины, с величиной охвата, достаточной для размещения окантовки враспор между стенками балки, кроме того, стойки ферм-тетив выполняют из листового стеклопластика и скрепляют с наружными стенками балок крепежными элементами, кроме стоек у сходящихся концов, которые выполняют из трех-шести слоев стеклопластика, которыми совместно заформовывают верхнюю и нижнюю балки, при этом у расходящихся концов балок стойки подкрепляют коробчатыми упорами, устанавливая их враспор между нижними балками и коробчатой поперечиной, которую устанавливают непосредственно под верхними и центральной продольными балками.

При заформовке продольных балок продольными стеклолентами ленту слоя укладывают на всю длину балки без стыков или с минимальным их количеством, разравнивая ее и разглаживая на одной из полок и двух боковых стенках балки, после частичного отверждения связующего, припуск ленты удаляют по граням другой полки и зачищают край, затем аналогично укладывают последующие ленты.

При заформовке продольных балок продольными стеклолентами последние укладывают с образованием двух П-образных профилей, обеспечивая наличие на боковых стенках балок по два слоя стеклоленты, а на полках - по одному.

В полость коробчатой поперечины на ее концах вклеивают деревянные пробки, в которые ввинчивают винты-саморезы, скрепляя эту поперечину с ее стойками.

Загибы окантовки трубчатой поперечины прижимают к стенке поперечины пробкой, которую вклеивают в полость этой поперечины и приклеивают ее наружным торцом к внутренней стенке продольной балки.

Для устройства поставленная задача с достижением технического результата решается за счет того, что штурмовая складная лестница-трап из композиционных материалов, включающая секции, выполненные в виде жесткого пространственного каркаса из ферм-тетив со стойками, которыми соединены верхние и нижние продольные балки коробчатого профиля с наконечниками у сходящихся концов и с верхними и нижними узлами соединения секций, закрепленных в расходящихся концах балок, и из поперечных связей ферм-тетив в виде настила, который закреплен на верхних продольных балках и подкреплен центральной продольной коробчатой балкой, и в виде коробчатой поперечины, закрепленной в стойках у узлов соединения, а также в виде трубчатых поперечин, которые закреплены в нижних продольных балках, причем поперечные связи и продольные балки выполнены из однонаправленных волокон композиционного материала типа стекло-, органо- или углепластика, при этом продольные балки заформованы оболочкой из однослойных стеклопластиковых П-образных профилей, расположенных навстречу друг другу один внутри другого так, что боковые стенки балок усилены большим количеством слоев стеклопластика, чем верхняя и нижняя полка, а для закрепления трубчатых поперечин во внутренних стенках соответствующих балок выполнены отверстия, сама поперечина вставлена до упора в балку с зазором между полками, достаточным для размещения окантовки конца поперечины, выполненной из одного-трех слоев стеклопластика с охватом стенки поперечины и загибом ее внутрь поперечины, с величиной охвата, достаточной для размещения окантовки враспор между стенками балки, кроме того, стойки ферм-тетив выполнены из листового стеклопластика и скреплены с наружными стенками балок крепежными элементами, кроме стоек у сходящихся концов, выполненных из трех-шести слоев стеклопластика, которыми совместно заформованы верхняя и нижняя балки, при этом у расходящихся концов балок стойки подкреплены коробчатыми упорами, установленными враспор между нижними балками и коробчатой поперечиной, которая установлена непосредственно под верхними и центральной продольными балками.

Настил выполнен из планок в виде швеллеров с короткими полками, установленных полками наружу с промежутками от половины ширины планки до полутора.

Наконечники плотно посажены в полости верхних продольных балок и закреплены болтами, стягивающими саму балку, ее оболочку и ребро металлической поперечины из уголка, которой дополнительно скреплены фермы у наконечников, при этом последние снабжены для одной секции консолями-захватами, а для другой - упорами в виде башмаков или остроконечных клиньев.

Узлы соединения секций выполнены из четырех попарно соосных цилиндрических шарниров, включающих для каждого шарнира надетые на ось петлю-проушину и, с охватом последней, петлю-вилку, причем петли своими законцовками плотно посажены в полость соответствующей верхней или нижней продольной балки, скреплены с ними, а также с соответствующими стойками сквозными болтами и снабжены упорами разложенного положения лестницы с возможностью ее складывания при удалении пары соосных осей, при этом каждая ось снабжена быстросъемным пружинным шплинтом-чекой.

Одна ферма секции снабжена узлами соединения с петлями-проушинами, а другая - с петлями-вилками.

Верхние узлы соединения секций выполнены резьбовыми, включающими элемент с наружной резьбой и элемент с неспадающей накидной гайкой, а нижние - шарнирными, включающими надетые на ось петлю-проушину и, с охватом последней, петлю-вилку, причем на проушине выполнен боковой зев для прохода оси, при этом элементы и петли своими законцовками плотно посажены в полость соответствующей верхней или нижней продольной балки, скреплены с ними, а также с соответствующими стойками сквозными болтами.

Коробчатая поперечина снабжена на концах вклеенными в ее полость деревянными пробками, в которые ввинчены винты-саморезы, скрепляющие эту поперечину с ее стойками.

Загибы окантовки трубчатой поперечины прижаты к стенке поперечины пробкой, вклеенной в полость этой поперечины и приклеенной своим наружным торцом к стенке продольной балки.

Отличительными признаками способа являются следующие признаки:

- продольные балки перед сборкой заформовывают продольными пропитанными связующим стеклолентами, укладывая последние с образованием П-образных профилей и располагая их навстречу друг другу один внутри другого, обеспечивая наличие на боковых стенках балок большего количества слоев стеклоленты, чем на верхней и нижней полке, - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций, новую последовательность их выполнения и их новое исполнение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности формовки за счет возможности укладки ленты без перекоса волокон, без гофр и складок, облегчения удаления пузырей из-под каждого слоя при разглаживании укладываемой ленты по направлению к краю со значительным сокращением расстояния этого разглаживания, а также за счет возможности оптимизации количества слоев по граням балки;

- при заформовке продольных балок продольными стеклолентами ленту слоя укладывают на всю длину балки без стыков или с минимальным их количеством, разравнивая ее и разглаживая на одной из полок и двух боковых стенках балки, после частичного отверждения связующего, припуск ленты удаляют по граням другой полки и зачищают край, затем аналогично укладывают последующие ленты - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций, новую последовательность их выполнения и их новое исполнение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности и качества формовки за счет минимального количества стыков, удобства удаления и зачистки краев слоев, а также ровности краев и их малозаметности;

- при заформовке продольных балок продольными стеклолентами последние укладывают с образованием двух П-образных профилей, обеспечивая наличие на боковых стенках балок по два слоя стеклоленты, а на полках - по одному, - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций, новую последовательность их выполнения и их новое исполнение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности формовки за счет возможности оптимизации количества слоев по граням балки с сохранением симметричности сечения относительно вертикальной и горизонтальной осей;

- для закрепления трубчатых поперечин во внутренних стенках соответствующих балок выполняют отверстия, саму поперечину вставляют до упора в балку с зазором между полками, достаточным для размещения окантовки конца поперечины, которую выполняют из одного-трех слоев стеклопластика с охватом стенки поперечины и загибом ее внутрь поперечины, с величиной охвата, достаточной для размещения окантовки враспор между стенками балки, - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций, новую последовательность их выполнения и их новое исполнение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности и качества узла за счет упрощения операции и размещения клеевых соединений внутри конструкции;

- в полость коробчатой поперечины на ее концах вклеивают деревянные пробки, в которые ввинчивают винты-саморезы, скрепляя эту поперечину с ее стойками, - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций, новую последовательность их выполнения и их новое исполнение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности и качества узла за счет упрощения операции и возможности применения надежного соединения;

- загибы окантовки трубчатой поперечины прижимают к стенке поперечины пробкой, которую вклеивают в полость этой поперечины и приклеивают ее наружным торцом к внутренней стенке продольной балки, - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций, новую последовательность их выполнения и их новое исполнение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности и качества узла за счет исключения сползания окантовки и увеличения площади склеивания.

Отличительными признаками устройства являются следующие признаки:

- поперечные связи и продольные балки выполнены из однонаправленных волокон композиционного материала типа стекло-, органо- или углепластика - признаки существенные, предусматривают обоснованное применение новых материалов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы за счет повышения прочности элементов, работающих в основном на изгиб, а также в снижении массы конструкции за счет применения материалов высокой удельной прочности;

- продольные балки заформованы оболочкой из однослойных стеклопластиковых П-образных профилей, расположенных навстречу друг другу один внутри другого так, что боковые стенки балок усилены большим количеством слоев стеклопластика, чем верхняя и нижняя полка, - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новую форму элементов и их новое взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы за счет повышения несущей способности по устойчивости основных несущих элементов - продольных балок, работающих на изгиб при усилении их стенок и полок с оптимизацией этого усиления и повышением качества поверхностей балок;

- для закрепления трубчатых поперечин во внутренних стенках соответствующих балок выполнены отверстия, сама поперечина вставлена до упора в балку с зазором между полками, достаточным для размещения окантовки конца поперечины, выполненной из одного-трех слоев стеклопластика с охватом стенки поперечины и загибом ее внутрь поперечины, с величиной охвата, достаточной для размещения окантовки враспор между стенками балки, - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новую форму элементов, новое взаимное расположение и новую взаимосвязь элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы за счет повышения прочности соединения продольных элементов и поперечных связей, в повышении качества за счет размещения клеевых соединений внутри конструкции, а также в снижении массы конструкции;

- загибы окантовки трубчатой поперечины прижаты к стенке поперечины пробкой, вклеенной в полость этой поперечины и приклеенной своим наружным торцом к стенке продольной балки, - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новую форму элементов, новое взаимное расположение и новую взаимосвязь элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы за счет повышения прочности соединения продольных элементов и поперечных связей при увеличении площади клеевого соединения;

- стойки ферм-тетив выполнены из листового стеклопластика и скреплены с наружными стенками балок крепежными элементами - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, обоснованное применение новых материалов и новую взаимосвязь элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы и снижении массы конструкции;

- стойки у сходящихся концов выполнены из трех-шести слоев стеклопластика, которыми совместно заформованы верхняя и нижняя балки, - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, обоснованное применение новых материалов и новую взаимосвязь элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы и снижении массы конструкции;

- у расходящихся концов балок стойки подкреплены коробчатыми упорами, установленными враспор между нижними балками и коробчатой поперечиной, которая установлена непосредственно под верхними и центральной продольными балками, - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое взаимное расположение и новую взаимосвязь элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы;

- настил выполнен из планок в виде швеллеров с короткими полками, установленных полками наружу с промежутками от половины ширины планки до полутора, - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новую форму элементов, новое взаимное расположение и новое соотношение размеров, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы, а также в повышении удобства эксплуатации за счет наличия и оптимального расположения зацепов для ног пользователей;

- наконечники плотно посажены в полости верхних продольных балок и закреплены болтами, стягивающими саму балку, ее оболочку и ребро металлической поперечины из уголка, которой дополнительно скреплены фермы у наконечников, при этом последние снабжены для одной секции консолями-захватами, а для другой - упорами в виде башмаков или остроконечных клиньев - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новую форму элементов и новое взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы, а также в повышении удобства эксплуатации;

- узлы соединения секций выполнены из четырех попарно соосных цилиндрических шарниров, включающих для каждого шарнира надетые на ось петлю-проушину и, с охватом последней, петлю-вилку, причем петли своими законцовками плотно посажены в полость соответствующей верхней или нижней продольной балки, скреплены с ними, а также с соответствующими стойками сквозными болтами и снабжены упорами разложенного положения лестницы с возможностью ее складывания при удалении пары соосных осей, при этом каждая ось снабжена быстросъемным пружинным шплинтом-чекой - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новую форму элементов, новое взаимное расположение и новую взаимосвязь, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы, а также в повышении удобства эксплуатации и универсальности применения, например, при удалении осей верхних шарниров и неполном складывании лестницы настилом внутрь, она трансформируется в стремянку (см. фиг.14);

- одна ферма секции снабжена узлами соединения с петлями-проушинами, а другая - с петлями-вилками - признаки существенные, предусматривают новое взаимное расположение элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении взаимозаменяемости элементов;

- верхние узлы соединения секций выполнены резьбовыми, включающими элемент с наружной резьбой и элемент с неспадающей накидной гайкой, а нижние - шарнирными, включающими надетые на ось петлю-проушину и, с охватом последней, петлю-вилку, причем на проушине выполнен боковой зев для прохода оси, при этом элементы и петли своими законцовками плотно посажены в полость соответствующей верхней или нижней продольной балки, скреплены с ними, а также с соответствующими стойками сквозными болтами - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новую форму элементов, новое взаимное расположение и новую взаимосвязь, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы, а также в повышении удобства эксплуатации за счет сокращения времени приведения лестницы в рабочее положение;

- коробчатая поперечина снабжена на концах вклеенными в ее полость деревянными пробками, в которые ввинчены винты-саморезы, скрепляющие эту поперечину с ее стойками, - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое взаимное расположение и новую взаимосвязь элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности работы лестницы за счет повышения прочности соединения продольных элементов и поперечных связей, а также в снижении массы конструкции.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технического результата и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению технологичности сборки и надежности работы штурмовых лестниц без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладает неочевидностью, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид лестницы, на фиг.2 представлен общий вид лестницы, вид слева, на фиг.3 - узлы соединения секций, вид слева, на фиг.4 - поперечное сечение лестницы, на фиг.5 - крепление наконечника, на фиг.6 - крепление трубчатой поперечины, на фиг.7 - крепление трубчатой поперечины с деревянной пробкой, на фиг.8 - продольное сечение балки по креплению трубчатой поперечины, на фиг.9 - схема нагружения продольной балки, на фиг.10 - сечение продольной балки, на фиг.11 - способ заформовки балки первым П-образным слоем, на фиг.12 - способ заформовки балки последующим П-образным слоем, на фиг.13 - узлы соединения секций с накидной гайкой, на фиг.14 - общий вид лестницы-стремянки.

Способ изготовления штурмовой складной лестницы-трапа 1 из композиционных материалов, при котором собирают секции 2 в виде жесткого пространственного каркаса из ферм-тетив 3 со стойками, которыми соединяют верхние 5 и нижние 6 продольные балки коробчатого профиля с наконечниками 7 у сходящихся концов и верхними 8 и нижними 9 узлами соединения секций, которые закрепляют в расходящихся концах балок 5 и 6, и из поперечных связей ферм-тетив в виде настила 10, который закрепляют на верхних продольных балках 5 и подкрепляют центральной продольной коробчатой балкой 11, и в виде коробчатой поперечины 12, которую закрепляют в стойках 4 у узлов соединения 8 и 9, а также в виде трубчатых поперечин 13, которые закрепляют в нижних продольных балках 6, причем поперечные связи и продольные балки выполняют из однонаправленных волокон композиционного материала типа стекло-, органо- или углепластика, при этом продольные балки перед сборкой заформовывают продольными пропитанными связующим стеклолентами 14, укладывая последние с образованием П-образных профилей 15 и располагая их навстречу друг другу один внутри другого, обеспечивая наличие на боковых стенках 16 балок большего количества слоев стеклоленты 14, чем на верхней и нижней полке 17, а для закрепления трубчатых поперечин 13 во внутренних стенках соответствующих балок выполняют отверстия 18, саму поперечину 13 вставляют до упора в балку с зазором 19 между полками, достаточным для размещения окантовки 20 конца поперечины 13, которую выполняют из одного-трех слоев стеклопластика с охватом 21 стенки поперечины и загибом 22 ее внутрь поперечины, с величиной охвата 21, достаточной для размещения окантовки 20 враспор между стенками 16 балки 6, кроме того, стойки 4 ферм-тетив 3 выполняют из листового стеклопластика и скрепляют с наружными стенками 16 балок крепежными элементами 23, кроме стоек 24 у сходящихся концов, которые выполняют из трех-шести слоев стеклопластика, которыми совместно заформовывают верхнюю 5 и нижнюю 6 балки, при этом у расходящихся концов балок стойки 4 подкрепляют коробчатыми упорами 25, устанавливая их враспор между нижними балками 6 и коробчатой поперечиной 12, которую устанавливают непосредственно под верхними 5 и центральной 11 продольными балками.

При заформовке продольных балок продольными стеклолентами 14 ленту слоя укладывают на всю длину балки без стыков или с минимальным их количеством, разравнивая ее и разглаживая на одной из полок 17 и двух боковых стенках 16 балки, после частичного отверждения связующего, припуск 26 ленты 14 удаляют по граням 27 другой полки 17 и зачищают край 28, затем аналогично укладывают последующие ленты 14.

При заформовке продольных балок продольными стеклолентами последние укладывают с образованием двух П-образных профилей 15, обеспечивая наличие на боковых стенках 16 балок по два слоя стеклоленты 14, а на полках 17 - по одному.

В полость коробчатой поперечины 12 на ее концах вклеивают деревянные пробки 29, в которые ввинчивают винты-саморезы 30, скрепляя эту поперечину 12 с ее стойками 4.

Загибы 22 окантовки трубчатой поперечины 13 прижимают к стенке поперечины пробкой 31, например, пенопластовой, которую вклеивают в полость этой поперечины и приклеивают 32 ее наружным торцом к внутренней стенке продольной балки.

Штурмовая складная лестница-трап 1 из композиционных материалов, включающая секции 2, выполненные в виде жесткого пространственного каркаса из ферм-тетив 3 со стойками 4, которыми соединены верхние 5 и нижние 6 продольные балки коробчатого профиля с наконечниками 7 у сходящихся концов и с верхними 8 и нижними 9 узлами соединения секций 2, закрепленных в расходящихся концах балок 5 и 6, и из поперечных связей ферм-тетив 3 в виде настила 10, который закреплен на верхних продольных балках 5 и подкреплен центральной продольной коробчатой балкой 11, и в виде коробчатой поперечины 12, закрепленной в стойках 4 у узлов соединения 8 и 9, а также в виде трубчатых поперечин 13, которые закреплены в нижних продольных балках 6, причем поперечные связи и продольные балки выполнены из однонаправленных волокон композиционного материала типа стекло-, органо- или углепластика, при этом продольные балки заформованы оболочкой из однослойных стеклопластиковых П-образных профилей 15, расположенных навстречу друг другу один внутри другого так, что боковые стенки 16 балок усилены большим количеством слоев стеклопластика, чем верхняя и нижняя полка 17, а для закрепления трубчатых поперечин 13 во внутренних стенках 16 соответствующих балок выполнены отверстия 18, сама поперечина 13 вставлена до упора в балку с зазором 19 между полками, достаточным для размещения окантовки 20 конца поперечины, выполненной из одного-трех слоев стеклопластика с охватом 21 стенки поперечины и загибом 22 ее внутрь поперечины, с величиной охвата 21, достаточной для размещения окантовки 20 враспор между стенками 16 балки, кроме того, стойки 4 ферм-тетив выполнены из листового стеклопластика и скреплены с наружными стенками 16 балок крепежными элементами 23, кроме стоек 24 у сходящихся концов, выполненных из трех-шести слоев стеклопластика, которыми совместно заформованы верхняя 5 и нижняя 6 балки, при этом у расходящихся концов балок стойки 4 подкреплены коробчатыми упорами 25, установленными враспор между нижними балками 6 и коробчатой поперечиной 12, которая установлена непосредственно под верхними 5 и центральной 11 продольными балками.

Настил 10 выполнен из планок в виде швеллеров с короткими полками, установленных полками наружу с промежутками 33 от половины ширины планки до полутора.

Наконечники 7 плотно посажены в полости верхних продольных балок и закреплены болтами 35, стягивающими саму балку 5, ее оболочку 24 и ребро 36 металлической поперечины 37 из уголка, которой дополнительно скреплены фермы 3 у наконечников, при этом последние снабжены для одной секции консолями-захватами 38, а для другой - упорами 39 в виде башмаков или остроконечных клиньев.

Узлы соединения 8 и 9 секций 2 выполнены из четырех попарно соосных цилиндрических шарниров, включающих для каждого шарнира надетые на ось 40 петлю-проушину 41 и, с охватом последней, петлю-вилку 42, причем петли своими законцовками 43 плотно посажены в полость соответствующей верхней 5 или нижней 6 продольной балки, скреплены с ними, а также с соответствующими стойками сквозными болтами 44 и снабжены упорами 45 разложенного положения лестницы с возможностью ее складывания при удалении пары соосных осей 40, при этом каждая ось 40 снабжена быстросъемным пружинным шплинтом-чекой 46.

Одна ферма 3 секции 2 снабжена узлами соединения 8 и 9 с петлями-проушинами 41, а другая - с петлями-вилками 42.

Верхние узлы 8 соединения секций выполнены резьбовыми, включающими элемент с наружной резьбой 47 и элемент с неспадающей накидной гайкой 48, а нижние 8 - шарнирными, включающими надетые на ось петлю-проушину и, с охватом последней, петлю-вилку, причем на проушине 49 выполнен боковой зев 50 для прохода оси, при этом элементы и петли своими законцовками плотно посажены в полость соответствующей верхней 5 или нижней 6 продольной балки, скреплены с ними, а также с соответствующими стойками сквозными болтами 44.

Коробчатая поперечина 12 снабжена на концах вклеенными в ее полость деревянными пробками 29, в которые ввинчены винты-саморезы 30, скрепляющие эту поперечину 12 с ее стойками 4.

Загибы 22 окантовки 20 трубчатой поперечины 13 прижаты к стенке поперечины 13 пробкой 31, например, пенопластовой, вклеенной в полость этой поперечины 13 и приклеенной 32 своим наружным торцом к стенке продольной балки 6.

Пример конкретного исполнения способа изготовления лестницы-трапа заключается в том, что для изготовления коробчатых элементов берут тонкостенные профили прямоугольного сечения одинаковой номенклатуры, элементы настила 10 изготавливают из этих же профилей, разрезая их по полкам 17 и отрезая часть этих полок. Для приготовления связующего при изготовления П-образных профилей 15 и оболочек 24, а также приготовления клея для склеивания используют композицию, химически совместимую со связующим композиционного материала из однонаправленных волокон поперечных связей и продольных балок.

Пример конкретного исполнения лестницы-трапа заключается в том, что лестница комплектуется различного типа захватами 38 и упорами 39, закрепляемыми с помощью резьбовых соединений. Лестница любого исполнения может складываться при удалении пары соосных осей 40 и разбираться на секции при удалении всех осей 40 или развинчивания гайки 47 с освобождением проушины 49 с зевом 50.

Работает лестница-трап 1 следующим образом.

В разложенном состоянии лестницу используют в качестве трапа. В этом случае схему нагружения можно представить как балку с шарнирно закрепленными концами под действием распределенной нагрузки. Эпюра изгибающего момента в этом случае - парабола (см. В.И.Анурьев, Справочник конструктора-машиностроителя, М., Машиностроение, 2001 г., том 1, стр.55, схема 5). Таким образом продольные балки 5 и 6 нагружены изгибающим моментом М_изг (см. фиг.9). Под действием М_изг полки 17 и стенки 16 деформируются, как показано на фиг.9, однако благодаря оптимальному усилению полок 17 и стенок 16 полками и стенками двух П-образных профилей 15 (см. фиг.10), деформации ε (см. фиг.9) в опасных сечениях не достигают критических. Таким образом, профили 5 и 6, а значит и фермы-тетивы 3 не теряют несущей способности по устойчивости.

Лестницу-трап 1 можно использовать как приставную лестницу с расположением настила 10 к объекту, тогда основными несущими элементами будут являться трубчатые поперечины 13. Благодаря представленной конструкции (см. фиг.6, 7, 8) с использованием окантовки 20 и пробки 31 с применением клеевого соединения 32, схема закрепления поперечины 13 в продольной балке 6 приближена к схеме нагружения поперечины 13, как к балке с заделанными концами (см. упомянутый Справочник В.И. Анурьева, том 1, стр.60, схема 15). В этом случае по сравнению с аналогами прочность заделки концов поперечины 13 в балке 6, а также несущая способность по устойчивости (благодаря уменьшению прогибов упругой линии самой поперечины 13 и деформаций ее сечений) существенно повышены.

Кроме того, благодаря использованию для основных элементов лестницы композиционного материала из однонаправленных высокопрочных волокон эти элементы имеют высокие запасы прочности, а значит надежность работы лестницы-трапа по сравнению с аналогами известного уровня техники значительно повышена.

Таким образом, использование изобретения позволит создать высокотехнологичную конструкцию штурмовой лестницы с повышенной надежностью работы, что и подтверждает использование по назначению. Осуществимость изобретения подтверждена положительными результатами испытаний лестниц, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.

Изобретение относится к снаряжению штурмовых групп спецподразделений и предназначено для проникновения на объекты, а также для преодоления препятствий в виде рвов, канав и т.д. Способ изготовления штурмовой складной лестницы-трапа из композиционных материалов включает сбор секций в виде жесткого пространственного каркаса из ферм-тетив со стойками, которыми соединяют верхние и нижние продольные балки коробчатого профиля с наконечниками у сходящихся концов и верхними и нижними узлами соединения секций, которые закрепляют в расходящихся концах балок, и из поперечных связей ферм-тетив в виде настила, который закрепляют на верхних продольных балках и подкрепляют центральной продольной коробчатой балкой, и в виде коробчатой поперечины, которую закрепляют в стойках у узлов соединения, а также в виде трубчатых поперечин, которые закрепляют в нижних продольных балках, причем поперечные связи и продольные балки выполняют из однонаправленных волокон композиционного материала типа стекло-, органо- или углепластика, при этом продольные балки перед сборкой заформовывают продольными пропитанными связующим стеклолентами, укладывая последние с образованием П-образных профилей и располагая их навстречу друг другу один внутри другого, обеспечивая наличие на боковых стенках балок большего количества слоев стеклоленты, чем на верхней и нижней полке, а для закрепления трубчатых поперечин во внутренних стенках соответствующих балок выполняют отверстия, саму поперечину вставляют до упора в балку с зазором между полками, достаточным для размещения окантовки конца поперечины, которую выполняют из одного-трех слоев стеклопластика с охватом стенки поперечины и загибом ее внутрь поперечины, с величиной охвата, достаточной для размещения окантовки враспор между стенками балки, кроме того, стойки ферм-тетив выполняют из листового стеклопластика и скрепляют с наружными стенками балок крепежными элементами, кроме стоек у сходящихся концов, которые выполняют из трех-шести слоев стеклопластика, которыми совместно заформовывают верхнюю и нижнюю балки, при этом у расходящихся концов балок стойки подкрепляют коробчатыми упорами, устанавливая их враспор между нижними балками и коробчатой поперечиной, которую устанавливают непосредственно под верхними и центральной продольными балками. Также описана штурмовая складная лестница-трап из композиционных материалов. Технический результат: повышение технологичности и качества формовки основных несущих балок, облегчение удаления пузырей из-под каждого слоя ленты, повышение технологичности и качества соединений продольных элементов конструкции и поперечных связей, повышение надежности работы лестницы за счет повышения прочности элементов и повышения несущей способности по устойчивости основных несущих элементов, повышение качества поверхностей балок, снижение массы конструкции, повышение удобства эксплуатации и универсальности применения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Способ изготовления штурмовой складной лестницы-трапа из композиционных материалов, при котором собирают секции в виде жесткого пространственного каркаса из ферм-тетив со стойками, которыми соединяют верхние и нижние продольные балки коробчатого профиля с наконечниками у сходящихся концов и верхними и нижними узлами соединения секций, которые закрепляют в расходящихся концах балок, и из поперечных связей ферм-тетив в виде настила, который закрепляют на верхних продольных балках и подкрепляют центральной продольной коробчатой балкой, и в виде коробчатой поперечины, которую закрепляют в стойках у узлов соединения, а также в виде трубчатых поперечин, которые закрепляют в нижних продольных балках, причем поперечные связи и продольные балки выполняют из однонаправленных волокон композиционного материала типа стекло-, органо- или углепластика, при этом продольные балки перед сборкой заформовывают продольными пропитанными связующими стеклолентами, укладывая последние с образованием П-образных профилей и располагая их навстречу друг другу один внутри другого, обеспечивая наличие на боковых стенках балок большего количества слоев стеклоленты, чем на верхней и нижней полке, а для закрепления трубчатых поперечин во внутренних стенках соответствующих балок выполняют отверстия, саму поперечину вставляют до упора в балку с зазором между полками, достаточным для размещения окантовки конца поперечины, которую выполняют из одного-трех слоев стеклопластика с охватом стенки поперечины и загибом ее внутрь поперечины, с величиной охвата, достаточной для размещения окантовки враспор между стенками балки, кроме того стойки ферм-тетив выполняют из листового стеклопластика и скрепляют с наружными стенками балок крепежными элементами, кроме стоек у сходящихся концов, которые выполняют из трех-шести слоев стеклопластика, которыми совместно заформовывают верхнюю и нижнюю балки, при этом у расходящихся концов балок стойки подкрепляют коробчатыми упорами, устанавливая их враспор между нижними балками и коробчатой поперечиной, которую устанавливают непосредственно под верхними и центральной продольными балками.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при заформовке продольных балок продольными стеклолентами ленту слоя укладывают на всю длину балки без стыков или с минимальным их количеством, разравнивая ее и разглаживая на одной из полок и двух боковых стенках балки, после частичного отверждения связующего, припуск ленты удаляют по граням другой полки и зачищают край, затем аналогично укладывают последующие ленты.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при заформовке продольных балок продольными стеклолентами последние укладывают с образованием двух П-образных профилей, обеспечивая наличие на боковых стенках балок по два слоя стеклоленты, а на полках - по одному.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в полость коробчатой поперечины на ее концах вклеивают деревянные пробки, в которые ввинчивают винты-саморезы, скрепляя эту поперечину с ее стойками.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что загибы окантовки трубчатой поперечины прижимают к стенке поперечины пробкой, которую вклеивают в полость этой поперечины и приклеивают ее наружным торцом к внутренней стенке продольной балки.

6. Штурмовая складная лестница-трап из композиционных материалов, включающая секции, выполненные в виде жесткого пространственного каркаса из ферм-тетив со стойками, которыми соединены верхние и нижние продольные балки коробчатого профиля с наконечниками у сходящихся концов и с верхними и нижними узлами соединения секций, закрепленных в расходящихся концах балок, и из поперечных связей ферм-тетив в виде настила, который закреплен на верхних продольных балках и подкреплен центральной продольной коробчатой балкой, и в виде коробчатой поперечины, закрепленной в стойках у узлов соединения, а также в виде трубчатых поперечин, которые закреплены в нижних продольных балках, причем поперечные связи и продольные балки выполнены из однонаправленных волокон композиционного материала типа стекло-, органо- или углепластика, при этом продольные балки заформованы оболочкой из однослойных стеклопластиковых П-образных профилей, расположенных навстречу друг другу один внутри другого так, что боковые стенки балок усилены большим количеством слоев стеклопластика, чем верхняя и нижняя полка, а для закрепления трубчатых поперечин во внутренних стенках соответствующих балок выполнены отверстия, сама поперечина вставлена до упора в балку с зазором между полками, достаточным для размещения окантовки конца поперечины, выполненной из одного-трех слоев стеклопластика с охватом стенки поперечины и загибом ее внутрь поперечины, с величиной охвата, достаточной для размещения окантовки враспор между стенками балки, кроме того стойки ферм-тетив выполнены из листового стеклопластика и скреплены с наружными стенками балок крепежными элементами, кроме стоек у сходящихся концов, выполненных из трех-шести слоев стеклопластика, которыми совместно заформованы верхняя и нижняя балки, при этом у расходящихся концов балок стойки подкреплены коробчатыми упорами, установленными враспор между нижними балками и коробчатой поперечиной, которая установлена непосредственно под верхними и центральной продольными балками.

7. Лестница-трап по п.6, отличающаяся тем, что настил выполнен из планок в виде швеллеров с короткими полками, установленных полками наружу с промежутками от половины ширины планки до полутора.

8. Лестница-трап по п.6, отличающаяся тем, что наконечники плотно посажены в полости верхних продольных балок и закреплены болтами, стягивающими саму балку, ее оболочку и ребро металлической поперечины из уголка, которой дополнительно скреплены фермы у наконечников, при этом последние снабжены для одной секции консолями-захватами, а для другой - упорами в виде башмаков или остроконечных клиньев.

9. Лестница-трап по п.6, отличающаяся тем, что узлы соединения секций выполнены из четырех попарно соосных цилиндрических шарниров, включающих для каждого шарнира надетые на ось петлю-проушину и, с охватом последней, петлю-вилку, причем петли своими законцовками плотно посажены в полость соответствующей верхней или нижней продольной балки, скреплены с ними, а также с соответствующими стойками сквозными болтами и снабжены упорами разложенного положения лестницы с возможностью ее складывания при удалении пары соосных осей, при этом каждая ось снабжена быстросъемным пружинным шплинтом-чекой.

10. Лестница-трап по п.9, отличающаяся тем, что одна ферма секции снабжена узлами соединения с петлями-проушинами, а другая - с петлями-вилками.

11. Лестница-трап по п.6, отличающаяся тем, что верхние узлы соединения секций выполнены резьбовыми, включающими элемент с наружной резьбой и элемент с неспадающей накидной гайкой, а нижние - шарнирными, включающими надетые на ось петлю-проушину и, с охватом последней, петлю-вилку, причем на проушине выполнен боковой зев для прохода оси, при этом элементы и петли своими законцовками плотно посажены в полость соответствующей верхней или нижней продольной балки, скреплены с ними, а также с соответствующими стойками сквозными болтами.

12. Лестница-трап по п.6, отличающаяся тем, что коробчатая поперечина снабжена на концах вклеенными в ее полость деревянными пробками, в которые ввинчены винты-саморезы, скрепляющие эту поперечину с ее стойками.

13. Лестница-трап по п.6, отличающаяся тем, что загибы окантовки трубчатой поперечины прижаты к стенке поперечины пробкой, вклеенной в полость этой поперечины и приклеенной своим наружным торцом к стенке продольной балки.