FI104845B - Pylväs tai hirsi - Google Patents

Description

104845

Pylväs tai hirsi Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukainen elementtirakenteinen, useammasta * rakenneosasta liimaamalla koottu puinen pylväs tai hirsi.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

• · 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.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle pylväälle tai hirrelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Seuraavassa kuvataan keksintöä lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jotka poikkilleikkauskuvantoina esittävät eräitä keksinnön mukaisia pylväs- ja hirsirakenteita.

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.

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.

• ·«

Claims (7)

1. Elementtirakenteinen, liimaamalla koottu puinen pylväs tai hirsi, tunnettu siitä, että se koostuu kahdesta erillisestä osakokoonpanosta, sisemmästä runko -osasta (osat 1.2 ja 2.2 ; kuvat 1 ja 2) , sekä runko-osaa ympäröivistä ja siihen kiinnittyvistä pintalamelleista (osat 3.1 ja 4.1 ; kuvat 3 ja 4) , jotka pylvään tai hirren poikkileikkauksessa ovat visuaalisesti selvästi toisistaan erotettavissa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pylväs tai hirsi,tunnettu siitä, että rakenne-elementit (1.1, 2.1) kehän muotoon liimattuina muodostavat tiiviin symmetrisen rakennelman , runko-osan (osat 1.2 ja 2.2 ; kuvat 1 ja 2) , jonka keskelle muodostuu poikkileikkaukseltaan kolmi- , neli- tai useampisivuinen ontelo , ja jonka ulkokehä on poikkileikkaukseltaan kolmion- , neliön- tai säännöllisen monikulmion muotoinen.

3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen pylväs tai hirsi , tunnettu siitä että runko-osaa koossapitävät liimasaumat sijaitsevat poikkileikkauksen nurkissa siten, että niiden suunta on kohti runko-osan keskiakselia.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen pylväs tai hirsi, t u n e 11 u riitä, että sekä runko-osan elementit että pintalamellit voivat olla poikkileikkaukseltaan ympyräsegmentin, puolisuunnikkaan tai monikulmion muotoisia • · #

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen pylväs tai hirsi ,tunnettu siitä, että runko-osan puuaineksen vuosirenkaat ovat aina säännöllisesti sisäänpäin kaarevat ja pintalamellien vuosirenkaat vastaavasti ulospäin kaarevat.

5 104845

6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen pylväs tai hirsi, t u n n e 11 u siitä, että liimasaumoissa (3.2 , 4.2 ; kuvat 3 ja 4) , niiden pituussuunnassa , voidaan käyttää sopivia vahvikkeita kuten esim. teräsvannetta , mainittu vahvike asennettuna joko sauman suuntaisesti (3 3,4 3 ; kuvat 3 ja 4) , tai vaihtoehtoisesti kohtisuoraan sitä sitä vastaan (3.4,4.4 ; kuvat 3 ja 4) , jolloin elementtien vastinpintoihin on työstettävä vastaavat urat , jotka samalla toimivat kokoonpanovaiheessa ohjureina. 6 104845

7. Patenttivaatimusten 1 - 6 mukainen pylväs tai hirsi , t u n n e t t u siitä , että sen rakenne-elementtien aihiot on saatu sahatavaran tuotannossa sivutuotteena syntyvistä särmäämättömistä pintalaudoista