FI96710C - Hirsielementti ja menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents

Description

96710

Hirsielementti ja menetelmä sen valmistamiseksi

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen hirsiele-5 mentti.

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 13 johdanto-osan mukainen menetelmä hirsielementin valmistamiseksi.

10 Ennestään tunnetaan norjalaisesta patenttijulkaisusta NO-173 068 rakentamiseen tarkoitettu hirsi, joka on varustettu pystysuuntaisilla onteloilla, jotka on järjestetty yhteen tai useampaan hirren pituussuuntaiseen riviin. Naapuririveissä olevat ontelot on järjestetty limittäin siten, että ontelot ja onteloiden väliset kannakset vuorot-televat, kun hirttä tarkastellaan poikkileikkaustasossa. Tällaisesta hirrestä on pan-15 tava erityisesti merkille se, että se on poikkileikkauksessa epäsymmetrinen ja hirren poikkileikkaukset sen pituussuunnassa ovat olennaisesti samanlaisia. Epäkohtana on, että epäsymmetrian johdosta hirsi helposti vääntyilee. Epäkohtana on myös se tosiasia, että ontelot jäävät hirren päissä näkyviin. Se on suuri esteettinen haitta.

20

Ennestään tunnetaan ruotsalaisesta patenttijulkaisusta SE-396 432 hirsielementti, ‘. ; jonka keskelle hirsielementin pituussuuntaan on järjestetty pystysuuntainen lovi, joka on täytetty lämpöeristemateriaalilla.

. . ‘ 25 Ennestään tunnetaan amerikkalaisesta patenttijulkaisusta US-4 344 263 hirsiele- ** ‘ mentti, jonka pystysuuntaiselle keskialueelle on järjestetty yksi tai useampia suh- • · · •"I teellisen leveitä hirsielementin pituussuuntaisia lovia. Kukin lovi on edullisimmin • · · *.1 ' täytetty sopivalla lämpöeristemateriaalilla, kuten polyuretaanilla.

« ; 30 Epäkohtana ennestään tunnetuissa hirsielementeissä on, että ontelot tai lovet ovat :T: suuria ja leveitä. Ontelot tai lovet on useimmiten tarkoitettu lämpöeristemateriaa- ; lilla täytettäviksi ja lisäksi sellaisilla lämpöeristemateriaaleilla, jotka eivät hengitä • φ 1 ! ja näin tuhoavat puumateriaalin luontaiset hyvät kosteudenkäsittelyominaisuudet.

On lisäksi huomattava, että tällaisissa suurissa ja leveissä onteloissa tai lovissa, 35 kun ne ovat avoimia lämpöeristemateriaalilla täyttämättömiä tiloja, ilma pääsee • ; helposti kiertämään erityisesti hirsielementtien välisten saumojen kautta, jolloin niiden teoreettisesti ja laskennallisesti mukanaan tuoma lämmöneristyskyvyn lisäys 96710 2 menetetään ja käytännössä itse asiassa lämmöneristyskyky huononee vastaavanlaiseen täyspuiseen massiiviseen hirsielementtiin verrattuna.

Epäkohtana tunnetuissa hirsielementeissä on myös se, että ne ovat valmistustekni-5 sesti hankalia toteuttaa. Erityisesti em. norjalaisessa patentissa esitettyjen onteloi-den työstäminen on työlästä ja hidasta ja vaatii runsaasti energiaa.

Keksinnön tarkoituksena on tuoda julki uusi hirsielementti, jonka lämmöneristys-ominaisuudet ovat vastaavanlaiseen samat mitat omaavaan massiiviseen hirsiele-10 menttiin nähden selvästi paremmat, mutta jonka ulkonäkö on tavanomaisen hirsie-lementin mukainen. Keksinnön tarkoituksena on erityisesti tuoda julki valmistus-teknisesti edullinen ilmaeiisteinen hirsielementti. Keksinnön tarkoituksena on myös tuoda julki menetelmä hirsielementin valmistamiseksi.

15 Keksinnön mukaiselle hirsielementille on tunnusomaista se, mitä patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa on esitetty.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle hirsielementin valmistamiseksi on tunnusomaista se, mitä patenttivaatimuksen 13 tunnusmerkkiosassa on esitetty.

20

Keksinnön mukainen hirsielementti on tarkoitettu hirsitalojen tai vastaavien hirsi-:, rakenteiden rakentamiseen. Se on muodostettu joko yhtenäisestä hirsielementistä

< I

.:: tai ainakin kahdesta toisiinsa liitetystä hirsielementtiosasta.

; ' 25 Keksinnön mukaisesti hirsielementtiin tai sen kuhunkin osaan on järjestetty joukko « « I olennaisesti pystysuuntaisia rinnakkaisia ja hirsielementin pituussuuntaan kulkevia *”j sinänsä tunnettuja uria, jotka on järjestetty ontelovyöhykkeiksi siten, että kuhunkin • · · *·* * ontelovyöhykkeeseen kuuluu joukko peräkkäisiä kapeita, pitkiä ja syviä uria ja nii den välisiä urien pituuteen nähden lyhyitä puuaineskannaksia, ja joiden ontelovyö- • « · 30 hykkeiden välissä hirsielementin poikkisuunnassa on puuainesvyöhykkeitä.

• · · • · · • · · .·! : Kapealla ja pitkällä uralla tarkoitetaan sellaista uraa, jonka leveyden suhde pituu- • · · teen on esim. 1:100 tai pienempi. Tällainen ura on aikaansaatavissa hirsielementtiin pyörösahan tai vastaavan työstölaitteen avulla. Syvällä uralla tarkoitetaan sel-:· 35 laista uraa, jonka leveyden suhde syvyyteen on esim. 1:10 tai pienempi. Yleensä ura järjestetään ulottumaan pystysuunnassa ainakin puoleen väliin hirsielementin korkeudesta tai, mikäli hirsielementti on liimattu useasta päällekkäisestä hirsiele- 3 96710 menttiosasta, ainakin puoleen väliin hirsielementtiosan korkeudesta. On myös mahdollista, että urat ulottuvat kokonaan hirsielementin tai hirsielementtiosan läpi.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä hirsielementin valmistamiseksi, joka on tar-5 koitettu hirsitalojen tai vastaavien rakenteiden rakentamiseen, hirsielementtiaihi-oon järjestetään joukko pystysuuntaisia rinnakkaisia sinänsä tunnettuja uria, jotka järjestetään ontelovyöhykkeiksi siten, että kuhunkin ontelovyöhykkeeseen kuuluu joukko peräkkäisiä kapeita, pitkiä ja syviä hirsielementtiaihioon ulottuvia uria, joiden välille hirsielementtiaihion pituussuunnassa jätetään puuaineskannaksia, ja 10 että ontelovyöhykkeiden välille hirsielementin poikkisuunnassa jätetään puuaines-vyöhykkeitä, minkä jälkeen hirsielementtiaihio käsitellään sinänsä tunnetulla tavalla hirsielementiksi. Hirsielementtiaihio voi olla koko hirsielementin sisältävä aihio tai vain hirsielementtiosan sisältävä aihio.

15 Keksinnön etuna on, että hirsielementin lämmöneristyskyky paranee. Kapeat urat ja edullisesti niiden suuri rinnakkainen lukumäärä katkaisevat tehokkaasti lämmön johtumisen hirsielementin pystysuuntaisten ulkopintojen välillä. Keksinnön etuna on edelleen, että hirsielementin luontaiset hyvät ominaisuudet, kuten hengittävyys ja ulkonäkö, lämmöneristyskyvyn paranemisen ohella säilyvät.

20

Keksinnön etuna on, että puuaineskannasten ansiosta hirsielementti on jäykkä ja ': · pysyy hyvin koossa siihen järjestetyistä urista huolimatta.

·. : Keksinnön eräässä sovelluksessa hirsielementin ontelovyöhykkeeseen kuuluvat ; ·, · [ 25 urat ja puuaineskannakset on jäljestetty siten, että rinnakkaisten ontelovyöhykkei- *. den puuaineskannakset on järjestetty ainakin osittain limittäin toistensa suhteen hirsielementin poikkisuunnassa. Puuaineskannasten paikat vaihtelevat hirsielemen- « · « *·* tin poikittaisessa tasossa, jolloin tämän sovelluksen etuna on, että urituksella pa rannettu hirsielementin lämmöneristyskyky on ainakin likipitäen samanlainen uri- • · : 30 tetulla alueella. Tämän sovelluksen etuna on myös puuaineskannaksista johtuva • · · V : hirsielementin jäykkyyden ja koossapysymisen parantuminen.

« · • · · • ♦ ·

Keksinnön eräässä sovelluksessa hirsielementin ontelovyöhykkeeseen kuuluvat urat ja puuaineskannakset on jäljestetty siten, että rinnakkaisten ontelovyöhykkei-35 den puuaineskannakset ovat olennaisesti samalla puuaineskannasalueella hirsiele-': mentin poikkisuunnassa. Tällöin puuaineskannasalueet kulkevat olennaisesti kohti suorasi läpi hirsielementin ja puuaineskannasalueet on järjestetty seuraamaan toisiaan sopivin etäisyyksin. Tämän sovelluksen etuna on, että hirsielementti on kat- 96710 4 kaistavissa puukannasalueiden kohdalta siten, että poikkileikkauspinta on aina ehyen täyspuuaineisen hirsielementin vastaavan poikkileikkauspinnan kaltainen. Näin hirsielementin ulkonäkö voidaan säilyttää myös poikkileikkauskohdissa massiivisen hirsielementin mukaisena. Puuaineskannasalueiden etuna on myös se, että 5 ne vahvistavat hirsielementtiä, joka näin pysyy tukevana lukuisista rinnakkaisista ontelovyöhykkeistä huolimatta.

Keksinnön eräässä sovelluksessa rinnakkaiset ontelovyöhykkeet on sovitettu hirsi-elementin poikkileikkaustasossa sen pystysuuntaiselle keskialueelle siten, että hir-10 sielementin pystysuuntaisilla sivuilla on ainakin 20 mm:n, edullisesti 25-30 mm:n, paksuinen olennaisesti ehyt puuaineskerros. Pyöröhirsielementillä nämä sivuilla olevat puuaineskerrokset ovat ainakin maksimipaksuudeltaan tätä edellä mainittua mittaa suurempia. Tämän sovelluksen etuna on, että ontelovyöhykkeiden urat ja erityisesti niiden hirsielementin ylä- ja/tai alapinnassa olevat suuaukot saadaan te-15 hokkaasti tiivistettyä hirsielementtejä päällekkäin asennettaessa. Ilma ei tällöin pääse kiertämään urien ja päällekkäisten hirsielementtien rakojen kautta ja tuhoamaan näin hirsielementin parantunutta lämmöneristyskykyä. Tässä suhteessa erityisen edullinen keksinnön sovellus on sellainen hirsielementti, jossa rinnakkaisten ontelovyöhykkeiden urat on suunnattu symmetrisesti vuorotellen hirsielementin tai 20 hirsielementtiosan alapinnasta kohti yläpintaa ja päinvastoin.

*:. j Keksinnön etuna on, että hirsielementti on suhteellisen kevyt. Se on selvästi kevy- • · ....: empi kuin vastaavat ulkomitat omaava massiivinen täyspuinen hirsielementti. On- . ; hän keksinnön mukaisesta hirsielementistä poistettu puuainesta urien kohdalta.

:·.·! 25 • « ’ *. Keksinnön etuna on myös se, että urat ovat kapeita ja suhteellisen pitkiä uria.

Eräässä sovelluksessa urat ovat leveydeltään enintään 5 mm. Eräässä sovelluk- • · · sessa urat ovat pituudeltaan luokkaa 600-1200 mm. Tällaisten urien järjestäminen hirsielementtiin on suhteellisen yksinkertaista; ne voidaan tehdä pyörösahalla, • · · 30 esim. kaikki rinnakkaiset urat samalla kertaa. Näin ollen keksinnön mukainen hir- : sielementti on yksinkertaisesti ja tehokkaasti valmistettavissa.

• · • · · • · · ' ' Keksinnön etuna on myös, että urat voidaan järjestää, edullisesti työstää, märkään hirsielementtiaihioon. Urat ulottuvat syvälle puuainekseen (jopa sen läpi), mistä • « : 35 seuraa, että kuivaus vaiheessa kosteus saadaan poistettua puuaineksesta myös sy- ':' ·: dänpuun osalta tehokkaasti ja näin kuivausaikaa voidaan merkittävästi pienentää.

Kuivausajan pieneneminen saattaa olla jopa 30-40 % verrattuna massiivisen hirsi-ele menttiaihion kuivaukseen. Etuna on myöskin se tosiasia, että hirsielementtiai- 5 96710 hiot voidaan periaatteessa nyt kuivata samalla tavalla kuin sahatavara. Kuivausaika määräytyy lähinnä hirsielementtiaihion pystysuuntaisilla sivuilla olevien ehyiden puuaineskerrosten paksuuden perusteella; kuivausaika vastaa lähes samandimen-sioisen sahatavaran kuivausaikaa.

5

Keksinnön etuna on edelleen, että urien työstämisestä jää purua hukka-aineeksi. Puru voidaan kuitenkin esim. polttaa ja näin kerätä sen energiasisältö talteen. Näin periaatteessa urien työstämiseen käytetty energia saadaan takaisin purua poltettaessa.

10 Keksinnön etuna on myös, että hirsielementti painuu ja vääntyy vähemmän kuin vastaavanlainen täyspuinen hirsielementti. On erityisesti todettava, että keksinnön mukaisessa hirsielementissä, jossa urat on järjestetty symmetrisesti, vääntymisestä ja kiertymisestä johtuvat muodonmuutokset ovat vähäisiä. Hirsielementin laatu siis paranee.

15

Keksinnön etuna on myös, että hirsielementti ei halkeile kuivuessaan kuten massii-vipuinen hirsielementti. On huomattava, että keksinnön mukaisen hirsielementin, erityisesti olennaisesti symmetrisen hirsielementin, pystysuuntaiset sivut pysyvät halkeamattomina. Hirsielementin laatu paranee siis tässäkin suhteessa.

20

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirus-]:.: tuksiin, joissa '. ; kuvio la esittää yhtä keksinnön mukaista hirsielementtiä perspektiivikuvantona 25 yläviistosta katsottuna; ja • · * kuvio Ib esittää samaa hirsielementtiä käännettynä alapuoli ylöspäin myös per- spektiivikuvantona; • · · *·’ * kuvio 2 esittää poikkileikkausta A-A kuvion 1 hirsielementistä; kuvio 3 esittää poikkileikkausta B-B kuvion 2 hirsielementistä; i 30 kuvio 4 esittää päältä katsottuna toista keksinnön mukaista hirsielementtiä; • · · kuvio 5 esittää poikkileikkausta C-C kuvion 4 hirsielementistä; .*. : kuvio 6 esittää kolmatta keksinnön mukaista hirsielementtiä perspektiivikuvantona; , kuvio 7 esittää poikkileikkausta D-D kuvion 6 hirsielementistä; kuvio 8 esittää poikkileikkausta neljännestä keksinnön mukaisesta hirsielementistä; ;. * : 35 kuvio 9 esittää pitkittäisleikkausta E-E kuvion 6 hirsielementin päästä; ';: kuvio 10 esittää poikkileikkausta viidennestä keksinnön mukaisesta hirsielementistä; kuvio 11 esittää pitkittäisleikkausta F-F kuvion 10 mukaisesta hirsielementistä, ja 96710 6 kuvio 12 esittää poikkileikkausta kuudennesta keksinnön mukaisesta hirsielemen-tistä.

Keksinnön mukainen hirsielementti on tarkoitettu hirsitalojen, hirsikehikoiden tai 5 ylipäätään erilaisten hirsirakenteiden rakentamiseen, jossa hirsielementtejä sovitetaan päällekkäin ja liitetään yhteen mm. seinien muodostamiseksi. Hirsielementti voi olla poikkileikkaukseltaan pyöreä tai suorakaiteen muotoinen. Hirsielementti voi olla valmistettu yhdestä massiivisesta puunrungosta tai se voi olla yhteenlii-mattu useasta rinnakkaisesta ja/tai päällekkäisestä hirsielementtiosasta.

10

Keksinnön mukaiseen hirsielementtiin 1, kuten mm. kuvioista la, Ib, 2 ja 3 käy ilmi, on jäljestetty joukko olennaisesti pystysuuntaisia ja hirsielementin pituussuuntaan kulkevia ontelovyöhykkeitä 2, joiden välissä on hirsielementin poikki-suunnassa katsottuna vastaavanlaisia pystysuuntaisia ja hirsielementin pituussuun-15 taan kulkevia puuainesvyöhykkeitä 3. Kummatkin vyöhykkeet 2, 3 voidaan määritellä poikkileikkaukseltaan ainakin likipitäen suorakaiteen muotoisiksi hirsielementin läpi ylhäältä alas kulkeviksi alueiksi, jotka ulottuvat hirsielementin pituussuunnassa sen päästä päähän.

20 Hirsielementin 1 ontelovyöhykkeeseen 2 kuuluu peräkkäisiä kapeita ja pitkiä uria 18; 181, 182, 183; 19; 191, 192, 193 ja niiden välisiä urien pituuteen nähden ly-[:. i hyitä puuaineskannaksia 20; 201, 202; 21,211, 212, jotka on jäljestetty siten, että •: rinnakkaisten ontelovyöhykkeiden 2; 2a, 2b puuaineskannakset 20; 201, 202; 21; ’·,: 211, 212 ovat olennaisesti samalla puuaineskannasalueella 22; 221, 222 hirsiele- t : ·. . 25 mentin 1 poikkisuunnassa tai poikittaisessa tasossa.

• «* • · · 9 Tässä sovelluksessa, kuviot la, Ib, 2 ja 3, rinnakkaisissa puuainesvyöhykkeiden 3 X m · * enstämissä ontelovyöhykkeissä 2a, 2b urat 18, 19 on järjestetty siten, että ensimmäisessä ontelovyöhykkeessä 2a ura 18 on järjestetty ulottumaan hirsielementin 1 i 30 yläpinnasta la alaspäin suhteellisen lähelle hirsielementin alapintaa Ib ja toisessa • · · V : ontelovyöhykkeessä 2b ura 19 on järjestetty ulottumaan hirsielementin 1 alapin- nasta Ib ylöspäin suhteellisen lähelle hirsielementin yläpintaa la. Tämä vuorottai-„ nen urajärjestely toistuu läpi hirsielementin 1, kuten kuviosta 2 voidaan nähdä.

35 Hirsielementin 1 urat 18, 19 on järjestetty symmetrisesti hirsielementin keskisen pystytason suhteen ja olennaisesti symmetrisesti hirsielementin ylä- ja alapinnan la, Ib suhteen. On kuitenkin huomattava, että uria 18, 19 voi olla pariton määrä. Lisäksi hirsielementin sivupintoja Id, le lähinnä olevat urat 19a, 19b on edulli- 7 96710 simmin järjestetty ulottumaan hirsielementin alapinnasta lb ylöspäin kohti hirsiele-mentin yläpintaa la. Tämä järjestely on edullisin, koska näin estetään tehokkaasti ylhäältäpäin mahdollisesti valuvan veden pääsy näihin sivupintoja Id, le lähinnä oleviin uriin. Uriin pääsevä vesi lahottaa hirsielementit.

5

Ontelovyöhykkeen 2; 2a, 2b puuaineskannasten 20, 21 pituuden suhde urien 18, 19 pituuksiin hirsielementin 1 pituussuunnassa on edullisesti luokkaa 1:5-1:15. Ontelovyöhykkeen 2; 2a, 2b puuaineskannasten 20, 21 pituus hirsielementin pituussuunnassa on luokkaa 10-15 cm ja vastaavasti urien 18, 19 pituus hirsielemen-10 tin pituussuunnassa on luokkaa 60-120 cm. Hirsielementin sovittaminen seinärakenteisiin helpottuu; se voidaan katkaista määrämittaiseksi jonkin puuaineskannas-alueen 22 kohdalta, jolloin urat 18, 19 eivät näy leikkauspinnasta.

Keksinnön toinen sovellus on esitetty kuvioissa 4 ja 5. Hirsielementin 1 kuhunkin 15 ontelovyöhykkeeseen 2; 2a, 2b kuuluu, samoin kuin edellisessä kuvien la, Ib, 2 ja 3 mukaisessa sovelluksessa, peräkkäisiä kapeita ja pitkiä uria 18; 181, 182; 183, 19; 191, 192, 193 ja niiden välisiä urien pituuteen nähden lyhyitä puuaines-kannaksia 20; 201, 202; 21; 211, 212 vastaavasti. Ontelovyöhykkeiden 2; 2a, 2b väliin on jätetty hirsielementin poikkisuunnassa puuainesvyöhykkeet 3. Rinnak-20 kaisten ontelovyöhykkeiden 2a, 2b rinnakkaiset urat 18, 19 on järjestetty suuntautumaan vuorotellen hirsielementin 1 alapinnasta Ib kohti yläpintaa la ja päinvas-*' i toin. Hirsielementin 1 poikkileikkaus C-C on tällöin kuvion 5 mukainen. Tässä : sovelluksessa hirsielementin 1 ontelovyöhykkeeseen 2 kuuluvat urat 18; 181, 182, \ : 183; 19, 191, 192, 193 ja puuaineskannakset 20; 201, 202, 21; 211, 212 onjär- : ·.·. 25 jestetty siten, että rinnakkaisten ontelovyöhykkeiden 2a, 2b puuaineskannakset 20, ‘ ^ 21 on järjestetty limittäin toistensa suhteen hirsielementin 1 poikkisuunnassa. Täl- löin puuaineskannakset 20, 21 eivät muodosta yhtenäistä puuaineskannasaluetta läpi hirsielementin 1, kuten kuvien la, Ib, 2, 3 sovelluksessa, vaan puuaineskannakset 20, 21 lomittuvat ontelovyöhykkeiden 2 urien 18, 19 kanssa.

: 30 V ; Keksinnön kolmas sovellus on esitetty kuvioissa 6 ja 7. Hirsielementin 1 ontelo- : vyöhykkeeseen 2 kuuluu tässä sovelluksessa peräkkäisiä kapeita ja pitkiä uria 23; 231, 232 ja niiden välisiä urien pituuteen nähden lyhyitä puuaineskannaksia 24; 241, jotka on järjestetty siten, että rinnakkaisten ontelovyöhykkeiden 2 puuaines-: 35 kannakset 24 ovat olennaisesti samalla puuaineskannasalueella 25; 251 hirsiele- :: mentin 1 poikkisuunnassa tai -tasossa. Tässä sovelluksessa hirsielementin 1 ontelo- vyöhykkeen 2 urat 23 on jäljestetty kulkemaan hirsielementin 1 läpi sen alapinnas- 96710 8 ta Ib yläpintaan la. Kahden ontelovyöhykkeen 2 väliin jää tällöin puuainesvyöhy-ke 3.

Keksinnön neljäs sovellus on esitetty kuvioissa 8 ja 9. Kuvio 8 esittää erästä mah-5 dollista poikkileikkausta kuvion 6 hirsielementistä 1 ja kuvio 9 vastaavaa hirsiele-mentin päätyä pitkittäisenä leikkauskuvana E-E. Urat 4 ulottuvat hirsielementin 1 yläpinnasta la pienen etäisyyden, joka on esim. 1/5 hirsielementin korkeudesta, päähän hirsielementin alapinnasta Ib. Hirsielementin 1 ehyt ala-osa 5 yhdistää tällöin pystysuuntaiset puuainesvyöhykkeet 3. Hirsielementin 1 urat 4 on järjestetty 10 symmetrisesti hirsielementin keskisen pystytason suhteen.

Keksinnön viides sovellus on esitetty kuvioissa 10 ja 11. Kuvio 10 esittää erästä mahdollista poikkileikkausta kuvion 6 hirsielementistä ja kuvio 11 vastaavaa hirsielementin päätyä pitkittäisenä leikkauskuvana F-F. Kuhunkin hirsielementin 1 15 ontelovyöhykkeeseen 2 kuuluu kaksi kapeaa, pitkää ja syvää uraa 6, 7. Kunkin ontelovyöhykkeen ensimmäinen ura 6 on järjestetty ulottumaan hirsielementin 1 yläpinnasta la alaspäin hirsielementin keskiosaan ja toinen ura 7 hirsielementin alapinnasta Ib ylöspäin hirsielementin keskiosaan. Urien 6, 7 väliin hirsielementin keskiosaan jää tällöin väliosa 8, joka yhdistää ontelovyöhykkeiden 2 ja samalla 20 urien 6, 7 väliset puuainesvyöhykkeen 3 osat 9, 10 toisiinsa. Tämän hirsielementin 1 urat 6, 7 on järjestetty symmetrisesti sen keskisen pystytason ja vaakatason suh-,: · teen (sekä ylä- ja alapintojen la, Ib suhteen).

• f f i I

• I

: Keksinnön kuudes sovellus on esitetty kuviossa 12. Hirsielementti 13 on muodos- • v . 25 tettu tässä sovelluksessa päällekkäin liimatuista hirsielementtiosista 13a, 13b, 13c.

• i

Kuhunkin hirsielementtiosaan 13a, 13b, 13c on järjestetty joukko olennaisesti pys-‘ I j!, tysuuntaisia ja hirsielementtiosan ja samalla hirsielementin pituussuuntaan kulke-

t · I

via ontelovyöhykkeitä 14; 14a, 14b, 14c, joiden välissä on hirsielementin poikki-, , suunnassa katsottuna vastaavanlaisia pystysuuntaisia ja hirsielementtiosan ja hirsie- » · i 30 lementin pituussuuntaan kulkevia puuainesvyöhykkeitä 15; 15a, 15b, 15c. Ontelo-: vyöhykkeet 14; 14a, 14b, 14c ja puuainesvyöhykkeet 15; 15a, 15b, 15conjäijes- :*·,· tetty päällekkäisiin hirsielementtiosiin 13a, 13b, 13c edullisimmin siten, että ne • · ovat pystysuunnassa kohdakkain, kuten kuviosta 12 käy selvästi ilmi. Kunkin hirsielementtiosan 13a, 13b, 13c ontelovyöhykkeeseen 14a, 14b, 14c kuuluu tässä so- I f · ' · · 35 velluksessa yksi kapea, pitkä ja syvä ura 16a, 17a; 16b, 17b; 16c, 17c, mutta niitä : * voi myös olla kaksi (vrt. kuvio 10). Hirsielementin 13 hirsielementtiosien 13a, 13b, 13c ontelovyöhykkeisiin 14; 14a; 14b, 14c kuuluu peräkkäisiä kapeita ja pit- 9 96710 kiä uria ja niiden välisiä urien pituuteen nähden lyhyitä puuaineskannaksia, kuten edellä mm. kuvioiden 1-5 mukaisissa keksinnön sovellutuksissa on esitetty.

Kuvion 12 sovelluksessa ensimmäisen hirsielementtiosan 13a rinnakkaisissa puuai-5 nesvyöhykkeiden 15a eristämissä ensimmäisissä ontelovyöhykkeissä 14aj, 14a2 urat 16aj, 17ai on järjestetty siten, että ensimmäisessä ontelovyöhykkeessä 14aj ura 16aj on järjestetty ulottumaan hirsielementtiosan 13a alapinnasta 13a2 ylöspäin suhteellisen lähelle hirsielementtiosan yläpintaa 13aj ja toisessa ontelovyöhykkeessä 14a2 ura 17ai on järjestetty ulottumaan hirsielementtiosan 13a yläpin-10 nasta 13aj alaspäin suhteellisen lähelle hirsielementtiosan 13a alapintaa 13a2- Toisen hirsielementtiosan 13b rinnakkaisissa puuainesvyöhykkeiden 15b eristämissä ensimmäisissä ontelovyöhykkeissä 14bi, 14b2 urat 16bi, 17bj on järjestetty siten, että ensimmäisessä ontelovyöhykkeessä 14b i ura 16b j on järjestetty ulottumaan hirsielementtiosan 13b yläpinnasta 13bj alaspäin suhteellisen lähelle hirsielement-15 tiosan alapintaa 13b2 ja toisessa ontelovyöhykkeessä 14b2 ura 17bj on järjestetty ulottumaan hirsielementtiosan 13b alapinnasta 13b2 ylöspäin suhteellisen lähelle hirsielementtiosan 13b yläpintaa 13b|. Kolmannessa hirsielementtiosassa 13c on-telovyöhykkeiden 14c; 14ci; 14c2, urat 16c; 16cj, 17c; 17cj on järjestetty samoin kuin ensimmäisessä hirsielementtiosassa. Näin ollen vuorottainen urajärjes-20 tely toistuu läpi kaikkien hirsielementtiosien 13a, 13b, 13c, kuten kuviosta 12 voidaan nähdä. Tällöin hirsielementtiosien 13a, 13b, 13c urat 16a, 17a; 16b, 17b; « * i 16c, 17c osuvat kohdakkain hirsielementtiosien rajapinnoissa ja muodostavat näin . : pystysuunnassa hirsielementtiosien yli ulottuvia yhtenäisiä uria.

« · ♦ · I v. 25 Kuvion 12 hirsielementti 13 on urien 16a, 17a; 16b, 17b; 16c, 17c suhteen sym-• ♦ metrinen hirsielementin keskiseen pystytasoon nähden. Lisäksi hirsielementti 13 *’··, on symmetrinen hirsielementtiosien 13a, 13b, 13c rajapintojen suhteen. On lisäksi • * · huomattava, että hirsielementin 13 sivupintoja lähinnä olevat urat (kuten 16aj, . . 17bj_, 17cj) on edullisimmin järjestetty siten, että ylimmässä hirsielementtiosassa • i < J;;t: 30 13a ura 16a; 16aj alkaa hirsielementtiosan 13a alapinnasta 13a2 ja suuntautuu V * kohti yläpintaa 13a[ ja vastaavasti alimmassa hirsielementtiosassa 13c.

• · * · · * »· • ·

Kuvion 12 hirsielementissä 13 hirsielementtiosien 13a, 13b, 13c urat 16, 17 on , , järjestetty tietyllä esitetyllä tavalla. On kuitenkin selvää, että hirsielementtiosien

< > I

' · ' · 35 urat voidaan jäljestää monin eri tavoin, joista hirsielementteihin sovellettuja ura- ' ' vaihtoehtoja on esitetty mm. kuvioissa 2-11.

96710 10

Kuvion 12 hirsielementti 13 on muodostettu päällekkäin liimatuista hirsielementti-osista 13a, 13b, 13c. Hirsielementti voidaan myös muodostaa rinnakkain liimatuista osista, jolloin rinnakkaiset osat (tai ainakin hirsielementin keskialueelle kuuluvat osat) sisältävät ontelovyöhykkeitä ja puuaines vyöhykkeitä esim. kuvioiden 1-5 11 sovellutusten mukaisesti.

Keksinnön mukainen hirsielementti valmistetaan yleensä siten, että tuoreesta tukista sahataan tai työstetään hirsielementtiaihio, joka tämän jälkeen kuivataan ja käsitellään, kuten höylätään ja/tai jyrsitään lopulliseen muotoonsa rakennustarkoituk-10 seen sopivaksi hirsielementiksi. Vaihtoehtoisesti hirsielementtiaihio voi olla osa lopullista hirsielementtiä, josta osasta kuivaamisen ja käsittelyn jälkeen kootaan edullisimmin liimaamalla varsinainen hirsielementti (vrt. kuvio 12).

Keksinnön mukaisessa menetelmässä hirsielementin valmistamiseksi hirsielement-15 tiaihioon järjestetään joukko pystysuuntaisia rinnakkaisia sinänsä tunnettuja uria, jotka jäljestetään ontelovyöhykkeiksi siten, että kuhunkin ontelovyöhykkeeseen kuuluu joukko peräkkäisiä kapeita, pitkiä ja syviä hirsielementtiaihioon ulottuvia uria, joiden välille hirsielementtiaihion pituussuunnassa jätetään puuaineskannak-sia, ja että ontelovyöhykkeiden välille hirsielementin poikkisuunnassa jätetään 20 puuainesvyöhykkeitä, minkä jälkeen hirsielementtiaihio käsitellään sinänsä tunnetulla tavalla hirsielementiksi.

• ’ ; Erään edullisen hirsielementin valmistusmenetelmän mukaisesti urat järjestetään ' ' vaakatasossa tarkasteltaessa hirsielementin keskialueelle, kuten mm. kuvioissa 2, 5 • ‘ i 25 ja 7 on esitetty.

• · · • · < Erään toisen edullisen hirsielementin valmistusmenetelmän mukaisesti urat järjes- tetään olennaisesti symmetrisesti hirsielementtiaihioon poikkitason ja/tai pystytä-son suhteen, kuten mm. valmiista hirsielementeistä kuvissa 2 ja 5 voidaan nähdä.

: .·. 30 • · · **.V Edelleen eräässä edullisessa hirsielementin valmistusmenetelmässä urat 4; 6, 7;

III

11, 12; 16, 17; 18, 19; 23 sahataan hirsielementtiaihioon.

• ·

Hirsielementin 1; 13 ontelovyöhykkeiden 2; 14 urat 4; 6, 7; 11, 12; 16, 17; 18, 19; . · . : 35 23 ovat leveydeltään esim. 5 mm, edullisesti 3,5-4,0 mm, jopa 1,0-3,0 mm. Onte- lovyöhykkeiden 2; 14 ja urien välissä hirsielementin 1; 13 poikkisuunnassa olevat puuainesvyöhykkeet 3; 15 ovat leveydeltään esim. 10 mm, edullisesti 5-8 mm.

11 96710

Hirsielementin 1; 13 rinnakkaisten ontelovyöhykkeiden 2; 14 lukumäärä on ainakin kuusi, edullisesti kymmenen, jopa kaksitoista tai enemmän. Ne on edullisimmin järjestetty pystysuuntaan symmetrisesti hirsielementin poikkitasoon.

5 Hirsielementin 1; 13 rinnakkaiset ontelovyöhykkeet 2; 14 on sovitettu hirsielementin 1 tai hirsielementtiosan 13a, 13b, 13c poikkileikkaustasossa sen keskialueelle 10; 25 siten, että hirsielementin 1 tai -elementtiosan 13 sivuilla le, Id; 13d, 13e on ainakin 20 mm:n, edullisesti 25-30 mm:n, paksuinen olennaisesti ehyt puuai-neskerros 26, 27 (esim. kuviot 8, 10 ja 12).

10

Hirsielementin 1; 13 ontelovyöhykkeiden 2; 14 urat 4; 6, 7; 11, 12; 16, 17; 18, 19; 23 on edullisesti järjestetty alkamaan ja päättymään pienen, kuten 5-15 cm, etäisyyden päässä hirsielementin vapaasta päästä 1, kuten mm. kuvioissa 3, 9 ja 11 on esitetty.

15

Hirsielementin 1; 13 ontelovyöhykkeiden 2; 14 urat 4; 6, 7; 16, 17; 18, 19; 23 on sivusta katsottuna alku- ja loppupäästään varustettu kaarevilla osilla 28, kuten mm. kuvioista 3, 9 ja 11 käy ilmi. Urat 4; 6, 7; 11, 12; 16, 17; 18, 19 työstetään hirsielementtiin 1; 13 edullisesti yhden pyörösahaterän tai useamman rinnakkain 20 kytketyn pyörösahaterän avulla, jotka terät painetaan sopivalle syvyydelle hirsi-elementtiin. Näiden terien muodon mukaisesti urien 4; 6, 7; 11, 12; 16, 17, 18, 19 alku- ja loppupäät saavat näin kaarevan muotonsa. Hirsielementin 1; 13 päät jätetään tällöin ehjiksi, joten esim. ulkonevan hirsinurkan kohdalla hirsielementit : ‘: näyttävät tavanomaisilta massiivisilta hirsielementeiltä.

.'··! 25

Edellä keksintöä on selostettu lähinnä eräisiin sen edullisiin sovelluksiin viittaa- • · ·;· maila, mutta on selvää, että keksintöä voidaan soveltaa monin eri tavoin oheisten • · · · patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Esimerkiksi piirustuksissa esitetyt hirsielementit ovat poikkileikkaukseltaan olennaisesti suora- ; 30 kaiteen muotoisia, mutta ne voivat olla myös pyöreitä tai soikeita tai geometriselta • · « muodoltaan muunkinlaisia.

• · · • · ·

Claims (17)

96710

1. Hirsielementti (1, 13), joka on tarkoitettu hirsitalojen tai vastaavien hirsirakenteiden rakentamiseen, joka on muodostettu joko yhtenäisestä hirsielementistä (1) tai ainakin kahdesta toisiinsa kiinteästi liitetystä hirsielementtiosasta (13a, 13b, 5 13c), tunnettu siitä, että hirsielementtiin (1) tai sen kuhunkin osaan (13a, 13b, 13c) on järjestetty joukko olennaisesti pystysuuntaisia rinnakkaisia ja hirsielementin pituussuuntaan kulkevia sinänsä tunnettuja uria, jotka on järjestetty ontelovyöhyk-keiksi (2, 14) siten, että kuhunkin ontelovyöhykkeeseen (2; 14a, 14b, 14c) kuuluu joukko peräkkäisiä kapeita, pitkiä ja syviä uria (18; 181, 182; 19; 191, 192, 193) 10 ja niiden välisiä urien pituuteen nähden lyhyitä puuaineskannaksia (20; 201, 202; 21; 211, 212), ja joiden ontelovyöhykkeiden (2, 14a, 14b, 14c) välissä hirsielementin poikkisuunnassa on puuainesvyöhykkeitä (15; 15a, 15b, 15c).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hirsielementti, tunnettu siitä, että hirsiele-15 mentin (1; 13) tai sen osan (13a, 13b, 13c) ontelovyöhykkeeseen (2; 14) kuuluvat urat (18; 181, 182; 19; 191, 192, 193) ja puuaineskannakset (20; 201, 202; 21; 211, 212) on järjestetty siten, että rinnakkaisten ontelovyöhykkeiden (2a, 2b) puuaineskannakset (20, 21; 201, 211; 202, 212) on jäljestetty ainakin osittain limittäin toistensa suhteen hirsielementin (1) poikkisuunnassa (kuvio 4). 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hirsielementti, tunnettu siitä, että hirsielementin (1; 13) tai sen osan (13a, 13b, 13c) ontelovyöhykkeeseen (2; 14) kuuluvat urat (18; 181, 182; 19; 191, 192, 193) ja puuaineskannakset (20; 201, 202; 21; 211, 212) on järjestetty siten, että rinnakkaisten ontelovyöhykkeiden (2a, 2b) puu- 25 aineskannakset (20, 21; 201, 211; 202, 212) ovat olennaisesti samalla puuaines-*· ”· kannasalueella (22; 221, 222) hirsielementin (1) poikkisuunnassa (kuvio la, Ib, TV 2, 3).

• · · « • · · · : 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen hirsielementti, tunnettu siitä, että 30 hirsielementin (1; 13) tai sen osan (13a, 13b, 13c) ontelovyöhykkeen (2; 14) puuai- . neskannasten (20, 21) pituus hirsielementin suunnassa on luokkaa 10-15 cm ja vas- • · · taavasti urien (18, 19) pituus hirsielementin pituussuunnassa on luokkaa 60-120 cm.

: 5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen hirsielementti, tunnettu sii- 35 tä, että ontelovyöhykkeiden (2; 14) urat (4; 6, 7; 16, 17; 18, 19; 23) ovat levey- deltään enintään 5 mm, edullisesti 3,0-4,0 mm. * < ' ' ' « · >· mi «.m i i i a· i 96710

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen hirsielementti, tunnettu siitä, että ontelovyöhykkeiden (2; 14) välissä hirsielementin poikkisuunnassa olevat puu-ainesvyöhykkeet (3; 15) ovat leveydeltään enintään 10 mm, edullisesti 5-8 mm.

7. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen hirsielementti, tunnettu sii tä, että rinnakkaisten ontelovyöhykkeiden (2; 14) lukumäärä on ainakin kuusi, edullisesti kymmenen, jopa kaksitoista tai enemmän.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen hirsielementti, tunnettu siitä, että rinnak-10 kaiset ontelovyöhykkeet (2; 2a, 2b; 14) on sovitettu hirsielementin poikkileikkaus-tasossa sen pystysuuntaiselle keskialueelle (10; 25) siten, että hirsielementin (1; 13. pystysuuntaisilla sivuilla (le, Id) on ainakin 20 mm:n paksuinen olennaisesti ehyt puuaineskerros (26, 27).

9. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen hirsielementti, tunnettu siitä, että ontelovyöhykkeiden (2; 14) urat (4; 6, 7; 16, 17; 18, 19; 23) on järjestetty olennaisesti symmetrisesti hirsielementtiin (1) tai sen osaan (13a, 13b, 13c).

10. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen hirsielementti, tunnettu sii-20 tä, että rinnakkaisten ontelovyöhykkeiden (2; 2a, 2b; 14) urat (16, 17; 18) on suunnattu vuorotellen hirsielementin (1) tai hirsielementtiosan (13a, 13b, 13c) alapinnasta (Ib; 13a2, 13b2) kohti yläpintaa (la; 13aj, 13bi) ja päinvastoin.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen hirsielementti, tunnettu siitä, että hirsiele- 25 mentin (1) tai sen osan (13a, 13c) pystysuuntaisia sivuja (le, Id) lähinnä olevat ·. *: urat (16aj, 16ci) on suunnattu hirsielementin (1) tai sen osan (13a, 13c) alapin- ·· · : nasta (Ib; 13a2) kohti yläpintaa (la; 13aj). • · · • · · ·

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen hirsielementti, tunnettu siitä, että 30 ontelovyöhykkeen (2) urat (23) on järjestetty kulkemaan hirsielementin (1) läpi. « • · · t · *

13. Menetelmä hirsielementin valmistamiseksi, joka on tarkoitettu hirsitalojen tai • · · vastaavien hirsirakenteiden rakentamiseen, tunnettu siitä, että menetelmässä hirsi- elementtiaihioon järjestetään joukko pystysuuntaisia rinnakkaisia sinänsä tunnettuja 35 uria, jotka jäljestetään ontelovyöhykkeiksi (2; 2a, 2b, 14) siten, että kuhunkin onte- lovyöhykkeeseen kuuluu joukko peräkkäisiä kapeita, pitkiä ja syviä hirsielementtiai- . hioon ulottuvia uria (4; 16, 17; 18, 19), joiden välille hirsielementtiaihion pituus- « · suunnassa jätetään puuaineskannaksia (20; 201, 202; 21, 211, 212; 24), ja että on- / 96710 telovyöhykkeiden välille hirsielementin poikkisuunnassa jätetään puuainesvyöhyk-keitä (3, 15), minkä jälkeen hirsielementtiaihio käsitellään sinänsä tunnetulla tavalla hirsielementiksi.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että urat (4; 16, 17. järjestetään hirsielementin vaakatasossa sen keskialueelle (10; 25).

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että urat (4; 16, 17) järjestetään symmetrisesti hirsielementtiaihioon. 10

16. Patenttivaatimuksen 13, 14 tai 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että urat (4; 16, 17) sahataan hirsielementtiaihioon.