FI104845B

FI104845B - Post or timber

Info

Publication number: FI104845B
Application number: FI971433A
Authority: FI
Inventors: Tapio Rainer Peltola
Original assignee: Tapio Rainer Peltola
Priority date: 1997-04-07
Filing date: 1997-04-07
Publication date: 2000-04-14
Also published as: FI971433A; FI971433A0

Description

104845104845

Pylväs tai hirsi Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukainen elementtirakenteinen, useammasta * rakenneosasta liimaamalla koottu puinen pylväs tai hirsi.The present invention relates to a wooden column or a log according to claim 1, assembled by gluing several components together.

Tunnetut puusta valmistetut pylväät ja hirret ovat lähes poikkeuksetta rakenteeltaan massiivisia eli umpinaisia tai toisinsanoen ne on valmistettu kokonaisesta ja siten umpinaisesta puunrungosta ensin kuorimalla runko ja senjälkeen työstämällä runkoa tarpeellisessa määrin ainoastaan sen ulkokehältä. Näiden tunnettujen rakenteiden haittapuolina ovat ensinnäkin se sakka, että niihin käytettävän raaka-aineen eli tukkipuun on oltava laadultaan erittäin hyvää, eli itse asiassa parempaa kuin sahatavaran valmistuksessa käytettävä tukkipuu. Tämä seikka tekee raaka-aineesta vaikeammin hankittavaa ja siten kalliimpaa kuin normaali sahatukki. Toiseksi puu on kuivattava ennen sen lopullista muotoilemista ja viimeistelyä valmiiksi tuotteiksi. Kuivausta ei materiaalin massiivisuuden vuoksi voi tehdä teollisesti minkääntyyppisessä puutavarankuivaamossa, koska mekaaninen kuivaus veisi aivan liian pitkän ajan ja aiheuttaisi paitsi suuret kustannukset myös suuria mekaanisia rasituksia kuivauksen eri vaiheissa puumateriaalille ja johtaisi halkeamisiin ja kieroutumiseen. Sensijaan kuivaus on suoritettava ulkoilmassa erittäin pitkän, jopa yli vuoden mittaisen ajanjakson kuluessa. Sanomattakin on selvää, että tällöin sitoutuu erittäin suuria pääomia keskeneräiseen tuotantoon, joka puolestaan johtaa suuriin pääoma- ja korkokustannuksiin, mitkä seikat eivät voi olla vaikuttamatta lopputuotteen hintaa korottavasti.Known wooden poles and logs are almost invariably massive in structure, i.e. solid or, in other words, made of whole and thus solid wood, first by peeling the frame and then working the frame to the extent necessary only on its outer periphery. The disadvantages of these known structures are, firstly, the fact that the raw material used for them, namely the logs, must be of very good quality, that is, in fact, better than the logs used for the manufacture of sawn timber. This fact makes the raw material more difficult to obtain and thus more expensive than a normal sawn log. Secondly, the wood must be dried before it is finally shaped and finished into finished products. Due to the bulk of the material, drying cannot be done industrially in any type of wood drying kiln, as mechanical drying would take far too long and would cause not only high costs but also high mechanical strain on the wood material at various stages of drying and cracking and twisting. Instead, drying must be done in the open air over a very long period, even over a year. Needless to say, this involves a very large capital commitment to work-in-progress, which in turn leads to high capital and interest costs, which cannot fail to raise the price of the final product.

Tunnetaan myös rakenteita, jotka on niinikään koottu useammasta kuin yhdestä rakenneosasta ·· liimaamalla, ja jotka jossain määrin muistuttavat keksinnön kohteena olevaa tuotetta. Myös niille on tunnusomaista, kuten keksinnön kohteena olevalle tuotteelle, että ne ovat sisältä onttoja. Eräs tällainen on ’’ristikkäispalkki”, joka paremmin tunnetaan kotimaassaan Saksassa kauppanimillä ’’Star Wood” tai "Kreuzbalken”. Kyseinen palkki tehdään yleisimmin pieniläpimittaisesta puutavarasta siten, että kuorinnan jälkeen rungon ulkosivulle työstetään neljä tasopintaa 90 asteen kulmassa • · ’ toisiinsa nähden, mutta kuitenkin niin että tasojen väliin jää myös pyöreätä pintaosaa. Tämän jälkeen runko sahataan halki ristiin neljään symmetriseen osaan pitkin tasopintoja. Tällöin muodostuu neljä rintamaista tankoa, joissa kussakin on kolme terävää nurkkaa ja yksi nurkka, joka on pyöristetty. Sitten tankojen paikat vaihdetaan keskenään kulmittain siten, että pyöristetyt nurkat siirtyvät ulkokehältä keskelle, ja kaikki ulkokehälle tulevat nurkat ovat suorakulmaisia ja teräviä; jonka *·' jälkeen rimat liimataan toisiinsa, jolloin ne muodostavat poikkileikkaukseltaan neliömäisen, keskeltä 2 104845 onton palkin, jonka ulospäin näkyvät liimasaumat ovat pitkittäin jokaisen neljän suoran sivun keskellä ja jonka keskiakselille jää nelisakaraisen tähden muotoinen ontelo. Palkki voidaan tehdä myös epäsymmetriseksi yhdistämällä keskenään kaksi eriläpimittaista lähtöaihiota, jolloin saadaan kaksi samanlaista suorakaiteenmuotoista, mutta epäsymmetristä palkkia.Also known are structures which are also assembled by more than one component ·· glue, and which somewhat resemble the product of the invention. They, too, are characterized, like the product of the invention, by being hollow on the inside. One such is the '' cross beam '', better known in its home country in Germany as 'Star Wood' or 'Kreuzbalken'. This beam is usually made of small diameter timber by peeling four planes on the outside of the hull at 90 degrees to each other; however, with a circular surface between the planes, the frame is then cut across four symmetrical portions along the planar surfaces to form four parallel rods, each with three sharp corners and one rounded corner. that the rounded corners are moved from the periphery to the center, and that all the corners entering the periphery are rectangular and sharp; the inwardly visible glue joints are longitudinally centered on each of the four straight sides, leaving a quadrilateral star-shaped cavity on the central axis. The beam can also be made asymmetric by combining two blank slabs of different diameters to produce two similar rectangular but asymmetrical beams.

Tunnetaan myös konstruktio, joka koostuu neljästä identtisestä poikkileikkaukseltaan suorakaiteen muotoisesta laudasta, jonka toiselle lyhyelle sivulle on jyrsitty ns. sormiliitosprofiili. Vastaavasti myös jokaisen laudan vastakkaiselle puolelle, mutta sen toisen pitkän sivun reunaan, on jyrsitty urat joihin toisen reunan sormiprofiili sopii. Tällä tavoin työstetyt laudat voidaan liimaamalla koota poikkileikkaukseltaan neliön muotoiseksi, keskeltä ontoksi palkiksi. Muuttamalla sopivasti aihioiden dimensioita saadaan aikaan myös poikkileikkaukseltaan suorakaiteenmuotoisia palkkeja, ja myös viereisten sivujen seinämänpaksuus saattaa vaihdella.Also known is a construction consisting of four identical boards of rectangular cross-section, the other short side of which is milled in a so-called. finger joint profile. Similarly, on the opposite side of each board, but at the edge of one of its long sides, there are milled grooves to which the finger profile of the other edge fits. The boards machined in this way can be glued together to form a square hollow section in the center. By appropriately changing the dimensions of the blanks, beams of rectangular cross-section are also obtained, and the wall thickness of adjacent sides may also vary.

Lisäksi kiijallisuudesta löytyy julkaisuja, joissa on kuvattu samantapaisia rakenteita kuin keksinnön kohteena oleva tuote. Tällaisia ovat esimerkiksi patenttijulkaisujen DK - 47847 (Hui Traemast), EP -0388507 (Holzbalken und Verfahren zu dessen Herstellung), SE - 451248 (Svarvämne och förfarande för framställning av svarvämne) ja DE - 964637 (Mehrteiliges hohles Bauelement aus Holz) mukaiset rakenteet. Edelläkuvatut esimerkit edustavat tunnettua tekniikan tasoa.In addition, there are publications in the literature describing structures similar to the product of the invention. This is the case, for example, in DK-47847 (Hui Traemast), EP-0388507 (Holzbalken und Verfahren zu dessen Herstellung), SE-451248 (Svarvämne och förfarande för framställning av svarvämne) and DE-964637 (Mehrteiliges heetles). The examples described above represent a prior art.

Edellä esitetyt tunnetut rakenteet poikkeavat kuitenkin keksinnön kohteena olevasta tuotteesta rakenteeltaan ja valmistustavaltaan niin oleellisesti, että niitä on pidettävä eri tuotteina. Osaa niistä käytetään pääasiassa rakennusten kantavissa runkorakenteissa vaakasuorina taivutuspalkkeina, joten ne poikkeavat myös käyttötavaltaan ja -kohteiltaan oleellisesti keksinnön kohteena olevasta tuotteesta.However, the known structures described above differ so substantially from the product subject to the invention that they are to be considered as different products. Some of them are mainly used in load-bearing frame structures of buildings as horizontal bending beams, so that they also differ substantially in their use and applications from the product subject to the invention.

Keksinnön tarkoituksena on yhtäältä alentaa tuotantokustannuksia pylvään- ja hirrenvalmistuksessa käyttämällä raaka-ainetta joka aikaisemmin on mennyt toisarvoiseen käyttöön ja joka senvuoksi on selvästi halvempaa kuin perinteisesti käytetty raaka-aine, mutta jonka mekaaniset lujuusominaisuudet oikein käytettynä ovat silti yhtä hyvät tai jopa paremmat kuin perinteisesti käytetyn raaka-aineen. Toisaalta tarkoituksena on saada aikaan korvaava tuote, joka paitsi täyttää perinteisille tuotteille asetetut vaatimukset, myös taijoaa sellaisia lisäominaisuuksia, joita perinteisillä tuotteilla ei rakenteellisten ominaisuuksiensa vuoksi ole ollut.The object of the invention is, firstly, to reduce the production costs of column and log production by using a raw material which has previously been used for secondary use and is therefore considerably cheaper than the conventionally used raw material, but which, when properly used, -aineen. On the other hand, it is intended to provide a substitute product which not only meets the requirements for traditional products, but also delivers additional characteristics which traditional products did not possess due to their structural characteristics.

• · 3 104845 Nämä edut voidaan keksinnön mukaisesti saavuttaa valmistamalla pylväs tai hirsi useammasta rakenne-elementistä. Raaka-aine elementtien valmistuksessa tarvittaviin aihioihin saadaan sahatavaratuotannon sivutuotteena syntyvistä särmäämättömistä pintalaudoista, tai vastaavasta toisarvoisesta puutavarasta. Pintalaudat lajitellaan ja niistä katkotaan aihioksi kelpaamaton vajaamittainen osa pois. Näin saadut aihiot jatketaan sormilihosmenetelmällä sopivan mittaisiksi elementeiksi, jotka puolestaan työstetään normaaleita puuntyöstömenetelmiä käyttäen haluttuun geometriseen muotoon. Lopuksi elementit kootaan valmiiksi tuotteeksi liimauspuristimessa tai vastaavassa laitteessa tai jollain muulla tarkoitukseen sopivalla menetelmällä käyttäen liimaa joka täyttää käyttötarkoituksen asettamat vaatimukset.These advantages can be achieved in accordance with the invention by making a column or log of several structural elements. The raw material for the blanks required for the production of the elements is obtained from unpaved surface boards, or by-product of secondary wood, which is a by-product of sawn timber production. The surface boards are sorted and the undersized part of the blank unfit for cutting. The blanks thus obtained are then extended to the elements of suitable length by the finger-flesh process, which in turn are processed to the desired geometric shape using standard woodworking methods. Finally, the elements are assembled into a finished product in a sizing press or similar device or by any other suitable method using an adhesive that meets the requirements of the intended use.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle pylväälle tai hirrelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the column or log of the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.

Seuraavassa kuvataan keksintöä lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jotka poikkilleikkauskuvantoina esittävät eräitä keksinnön mukaisia pylväs- ja hirsirakenteita.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which are cross-sectional views showing some of the column and log structures of the invention.

Pylvään tai hirren runko-osa, kuvat 1 ja 2, muodostuu tavallisesti kolmesta tai neljästä, joissakin sovellutuksissa mahdollisesti useammastakin ympyräsegmentin, puolisuunnikkaan tai monikulmion muotoisesta rakenne-elementistä 1.1 ja 2.1, joiden aihiot on saatu sahatukin pintaosasta normaalin sahatavaratuotannon yhteydessä sen sivutuotteena. Aihiot yhdistetään ja jatketaan sopivan mittaisiksi sormiliitosmenetelmää käyttäen, ja työstetään senjälkeen haluttuun muotoon normaaleilla puuntyöstömenetelmillä kuten esim. kutterilla tai höyläkoneella käyttämällä sopivia muototeriä, joilla rakenteen vaatimat geometriset muodot ja kulmat voidaan riittävällä tarkkuudella aikaansaada. Erityisesti on kiinnitettävä huomiota siihen, että kaarevan aihion pinnan 1.2 ja 2.2 molemmilla puolilla olevat tasopinnat 1.3 ja 2.3 ovat riittävän suorat ja että näiden tasopintojen ja aihion toisen puolen tasopinnan 1.4 ja 2.4 välinen kulma on oikea. Näillä seikoilla on ratkaiseva osuus kunnollisen lopputuloksen saavuttamiseksi seuraavassa eli liimausvaiheessa. Runko-osa kootaan • · liimauspuristimessa tai vastaavassa laitteessa siten, että elementtien kaarevat pinnat tulevat rakenteen sisäpuolelle, jonne jää täten kolmi-, neli- tai useampisakaraisen tähden muotoinen ontelo. Liimaus suoritetaan käyttämällä liimaa, joka täyttää tai ylittää käyttötarkoituksen edellyttämät vaatimukset.The column or log frame, Figures 1 and 2, usually consists of three or four, in some applications, possibly more circular, trapezoidal, or polygonal structural elements 1.1 and 2.1, the blanks of which are obtained as a by-product of the sawn timber during normal production. The blanks are joined and extended to a suitable length using a finger jointing process and then machined to the desired shape by standard woodworking methods such as a cutter or a planer, using suitable shape blades which provide the required geometric shapes and angles of the structure with sufficient accuracy. In particular, attention should be paid to the fact that on both sides 1.2 and 2.2 of the curved surface of the blank planar surfaces 1.3 and 2.3 are sufficiently straight and the angle between the plane surfaces and the second side of the blank planar surface of 1.4 and 2.4 is correct. These factors play a decisive role in achieving a proper end result in the next step, the bonding step. The body is assembled in a · · bonding press or similar device so that the curved surfaces of the elements enter the structure, thereby leaving a cavity in the shape of a star having three, four or more pins. Bonding is performed using adhesive that meets or exceeds the requirements for the intended application.

Runko-osan kokoonpanon jälkeen liimataan runko-osan suorille sivuille tarvittava määrä ·* pintalamelleja, osat 3.1 ja 4.1 kuvissa 3 ja 4. Niiden geometrinen muoto on valittu kuhunkin 4 104845 käyttötarkoitukseen sopivaksi, ollen tavallisimmin ympyräsegmentti, mutta se voi olla myös puolisuunnikas tai monikulmio. Tunnusomaista niille kuitenkin on, että myös pintalamellit on tehty samantyyppisestä aihiosta kuin runko-osankin rakenne-elementit. Liimasaumoissa, 3.2 ja 4.2, voidaan käyttötarkoituksen vaativuudesta riippuen käyttää vahvikkeena esim. teräsvannetta. Se voidaan asentaa liimasaumaan aihioiden väliin pitkittäin joko sauman suuntaisesti, 3.3 ja 4.3, tai siten, että se tulee kohtisuoraan saumaa vasten, 3.4 ja 4.4. Tällöin täytyy tietysti tasopintoihin työstää vastaavat urat vahviketta varten. Tästä jäijestelystä seuraa se etu, että runko-osaa kokoonpantaessa urat ja vahvike yhdessä toimivat ohjureina helpottaen kokoonpanoa.After assembling the body, glue the required number of * · surface lamellae to the straight sides of the body, parts 3.1 and 4.1 in Figures 3 and 4. Their geometric shape is selected for each of the 4 104845 applications, usually a circular segment, but can also be trapezoidal or polygonal. However, they are characterized by the fact that the surface fins are also made of the same type of blank as the structural elements of the frame part. Depending on the application, eg steel strapping may be used as a reinforcement in the adhesive seams 3.2 and 4.2. It can be installed longitudinally in the adhesive joint between the preforms, 3.3 and 4.3, or by perpendicular to the joint, 3.4 and 4.4. In this case, of course, the corresponding grooves for the reinforcement must be machined into the planar surfaces. The advantage of this rigidity is that, when assembling the body, the grooves and bracket work together as guides to facilitate assembly.

• ·«• · «

Claims

1. A prefabricated wooden column or log assembled by gluing, characterized in that it consists of two separate subassemblies, an inner frame part (parts 1.2 and 2.2; Figures 1 and 2), and surface lamellas (parts 3.1 and 2) surrounding and attached to the frame part 4.1; Figures 3 and 4), which in the cross-section of the column or log are visually distinct.

Pillar or log according to Claim 1, characterized in that the structural elements (1.1, 2.1), glued to the circumference, form a dense symmetrical structure, a body part (parts 1.2 and 2.2; Figures 1 and 2) having a triangular cross section in the center. , a cavity of four or more sides and having a triangular, square or regular polygonal cross-section.

A column or log according to claims 1-2, characterized in that the adhesive seams joining the body member are located in the corners of the cross section so that they are oriented towards the center axis of the body member.

A column or log according to claims 1-3, characterized in that both the elements of the frame and the surface lamellae can be of circular, trapezoidal or polygonal cross-section.

Pillar or log according to claims 1-4, characterized in that the annual rings of the frame material are always regularly inwardly curved and the annual rings of the surface lamellae respectively are outwardly curved.

5 104845

Pillar or log according to claims 1-5, feeling 11 u that suitable reinforcements such as e.g. , 4 3; Figures 3 and 4), or alternatively perpendicular thereto (3.4,4.4; Figures 3 and 4), whereby corresponding grooves must be machined on the counter surfaces of the elements, which at the same time act as guides during the assembly step. 6 104845

Pillar or log as claimed in claims 1 to 6, characterized in that the blanks of its structural elements are obtained from non-edged surface boards produced as a by-product of sawn timber production.