IT201600095401A1

IT201600095401A1 - Giunzione ad incastro per pannelli multistrato, pannello multistrato di legno e relativo metodo di fabbricazione

Info

Publication number: IT201600095401A1
Application number: IT102016000095401A
Authority: IT
Inventors: Tiziano Ferraro
Original assignee: Solid Wood Core K F T
Priority date: 2016-09-22
Filing date: 2016-09-22
Publication date: 2018-03-22

Description

GIUNZIONE AD INCASTRO PER PANNELLI MULTISTRATO, PANNELLO MULTISTRATO DI LEGNO E RELATIVO METODO DI FABBRICAZIONE

CAMPO TECNICO

La presente divulgazione concerne la fabbricazione di pannelli di legno e più in particolare un metodo di fabbricazione di pannelli multistrato di legno, preferibilmente di tipo X-LAM privi di colle, una giunzione ad incastro per pannelli multistrato nonché un relativo pannello multistrato.

INQUADRAMENTO DELL’INVENZIONE

I pannelli prefabbricati in legno sono utilizzati per realizzare costruzioni eco-compatibili facilmente montabili sul posto. I pannelli di legno noti tipicamente consistono di diversi strati di pezzi di legno incollati l'uno all'altro e utilizzabili come materiale da costruzione. Tali pannelli multi-strato sono comunemente indicati con la sigla X-LAM. Essi sostanzialmente sono ottenuti incollando l'uno sull'altro strati di assi piane di legno affiancate orientate in maniera incrociata, così da formare un pannello compatto di superficie estesa e di spessore multiplo dello spessore delle singole assi.

Uno svantaggio legato all'utilizzo di pannelli incollati è il fatto che essi, nel tempo, rilasciano sostanze inquinanti e cancerogene come la formaldeide, contenuta in alcune colle utilizzate per il legno. Per ovviare almeno in parte a questo problema, è stato proposto un utilizzo di colle senza formaldeide, tipicamente colle a base di resine sintetiche o sostanze simili.

Uno svantaggio che si ha con qualsivoglia tipo di colle, consiste nel fatto che esse creano uno strato che impedisce o perlomeno ostacola fortemente la traspirazione tra ambiente interno e l'esterno, con conseguenti problemi dovuti all'umidità trattenuta. Inoltre, anche se le colle non contengono formaldeide, questi pannelli non possono essere semplicemente bruciati o ridotti in pellet alla fine della loro vita utile in quanto, bruciandoli, verrebbero rilasciati nell'atmosfera dei gas potenzialmente nocivi prodotti dalla combustione delle colle.

Sono stati proposti pannelli di tipo X-LAM che non utilizzano alcun tipo di colla, in cui le assi di legno di cui è costituito ciascun pannello sono ancorate l'una all'altra mediante viti in legno di faggio che sostituiscono la funzione strutturalmente svolta dalla colla nel pannello X-LAM tradizionale. Un esempio di un pannello siffatto è illustrato nella vista in sezione mostrata in figura 1. Nell'esempio mostrato, il pannello è composto da una pluralità di strati di legno 1 variamente impilati l'uno sull'altro forati a madrevite in modo da definire un alloggiamento in cui inserire la vite di legno 2. Tipicamente, il foro a madrevite è un foro cieco, in modo che una superficie libera del pannello appaia integra, come se si trattasse di un pannello monoblocco.

Una difficoltà legata a questa tecnologia consiste nel fatto che è necessario un attrezzo particolare per praticare il foro a madrevite, la cui esecuzione rappresenta un aspetto critico del procedimento di fabbricazione del pannello. Inoltre, la vite dovrà essere accuratamente progettata con un'appropriata filettatura per evitare si sfili per effetto degli sforzi ai quali il pannello multistrato sarà soggetto quando posto in opera.

Resta pertanto ancora insoddisfatto il bisogno di un pannello di legno laminato fabbricabile senza utilizzare colle e/o che non richieda operazioni complesse per vincolare reciprocamente i vari strati di legno di cui è composto.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

Per ovviare in tutto o almeno in parte ai problemi summenzionati, secondo questa divulgazione gli strati di legno di un pannello multistrato sono collegati tra loro attraverso almeno una giunzione a incastro composta da un tassello cavo ad espansione, preferibilmente ma non necessariamente in legno, avente una cavità assiale entro la quale è infilata una spina, preferibilmente, ma non necessariamente, anch'essa in legno. È inoltre divulgato un metodo di fabbricazione di pannelli multistrato di legno di tipo X-LAM e un relativo pannello di tipo X-LAM senza colla composto da più strati di legno sovrapposti a sviluppo in piano, in cui i diversi strati sono tra loro collegati mediante almeno una giunzione ad incastro di questa divulgazione, infilata in un rispettivo foro nel pannello X-LAM trasversale agli strati di legno.

Secondo una forma di realizzazione, i diversi strati di un pannello X-LAM sono collegati da una pluralità di giunzioni ad incastro secondo questa divulgazione, preferibilmente fatte di legno di faggio, infilate in cavità preferibilmente cieche praticate lungo lo spessore del pannello.

Secondo ancora un'altra forma di realizzazione, ciascuno strato del pannello è composto da più assi di legno giustapposte e le assi di uno strato non sono orientate parallelamente alle assi degli strati adiacenti.

Le rivendicazioni come depositate sono parte integrante di questa divulgazione e sono qui incorporate per espresso riferimento.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 mostra un pannello multistrato di tipo X-LAM composto da più assi monoblocco tenute insieme da una vite di legno.

La figura 2 è una vista in prospettiva rispettivamente di un tassello cavo ad espansione e di una spina da inserire assialmente nel tassello cavo ad espansione per realizzare la giunzione ad incastro di questa divulgazione.

La figura 3 mostra sono viste in pianta e parzialmente in sezione del tassello cavo ad espansione e della spina della figura 2.

La figura 4 mostra una forma di realizzazione di una giunzione ad incastro di questa divulgazione ottenuta inserendo la spina nel tassello cavo mostrati nelle figure 2 e 3. La figura 5 illustra schematicamente una sezione di un pannello X-LAM secondo una forma di realizzazione preferita, comprendente una pluralità di strati di legno trasversalmente ai quali è praticata una cavità cieca in cui è inserita una giunzione ad incastro di questa divulgazione.

La figura 6 illustra un esempio di struttura di un pannello X-LAM.

La figura 7 illustra un pannello X-LAM secondo questa divulgazione avente una pluralità di giunzioni ad incastro disposte trasversalmente agli strati di assi di legno del pannello orientati nel modo illustrato in figura 4.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

La figura 2 mostra elementi di una giunzione ad incastro secondo una forma di realizzazione di questa divulgazione. Tale giunzione ad incastro è adatta per fabbricare pannelli di legno multistrato senza colla, in particolare pannelli X-LAM. Essa è composta da un tassello cavo ad espansione 3 e una spina 4. La figura 3 mostra il tassello cavo 3 in pianta e parzialmente in sezione e la spina 4 in pianta.

Il tassello cavo 3 ha una forma sostanzialmente cilindrica che definisce:

- una cavità assiale interna 5 che l'attraversa longitudinalmente da un'estremità all'altra; - una punta cava elastica composta da lamelle longitudinali a sbalzo 6;

- un gambo cavo cilindrico 7 integralmente connesso alla punta cava e che sostiene a sbalzo le lamelle longitudinali 6;

- una testa cava cilindrica 8 integralmente connessa al gambo cavo 7.

Nelle figure 2 e 3, le lamelle longitudinali a sbalzo 6 sono rappresentate in una configurazione di riposo in cui definiscono un secondo inviluppo circolare esterno avente un primo diametro D1. Esse possono essere avvicinate l'una all'altra flettendole in direzione radiale vincendo la forza di richiamo elastico, in modo da assumere una configurazione compressa (non mostrata nelle figure). Nella configurazione compressa le lamelle 6 della punta definiscono un secondo inviluppo circolare esterno avente un secondo diametro D2, pari al diametro della parete laterale esterna del gambo 7. In questo modo, il tassello cavo ad espansione può essere forzato ad entrare in un foro di diametro D2, espandendosi a scatto per reazione elastica e tornando nella configurazione di riposo quando le lamelle entrano un vano sufficientemente largo, ossia di diametro almeno pari a D1, oppure sbucano all'aperto fuoriuscendo dalla superficie opposta del pannello a quella in cui sono state infilate.

Convenientemente, la testa cava 8 ha una superficie laterale esterna di diametro almeno pari a D2, come illustrato nelle figure 2 e 3, in modo da occludere completamente il foro all'interno del quale dovrà entrare il gambo 7.

La spina 4 è sostanzialmente un pezzo pieno cilindrico di legno, convenientemente di diametro e lunghezza coincidenti con il diametro e la lunghezza della cavità assiale interna 5 del tassello 3, in modo da poter essere infilata nella cavità 5 riempendola completamente e impedendo alle lamelle longitudinali a sbalzo 6 di avvicinarsi reciprocamente, come illustrato in figura 4. La figura 5 mostra schematicamente in sezione un pannello multistrato di legno in cui è installato un tassello cavo ad espansione 3 della giunzione ad incastro delle figure 2 e 3. Il pannello multistrato ha una pluralità di strati di legno piani 9b impilati a sandwich in senso trasversale tra uno strato estremo superiore 9a e uno strato estremo inferiore 9c. Per alloggiare il tassello cavo 3, nella forma di realizzazione illustrata lo strato estremo inferiore 9c definisce almeno un foro cieco a forma di T rovesciata, fresato nello spessore dello strato 9c. Tale foro cieco avrà un vano di fondo sostanzialmente cilindrico di diametro almeno pari al primo diametro D1, in modo da permettere alle lamelle longitudinali 6 di ritornare a scatto nella configurazione di riposo incastrando il tassello nel foro.

Conviene che il foro praticato nello strato estremo inferiore 9c sia cieco, in modo da avere almeno una superficie libera da lavorazioni a vista. In teoria, il foro nello strato 9c potrebbe persino essere passante in modo che le lamelle 6 spuntino al difuori e si riportino a scatto in configurazione di riposo al di fuori del pannello, ma ciò costituirebbe un evidente inestetismo ed esporrebbe il tassello 3 a danneggiamento.

Gli strati intermedi 9b hanno fori passanti coassiali tra loro e al foro cieco dello strato 9c, di diametro pari al secondo diametro D2, per permettere al gambo 7 e alle lamelle longitudinali 6 elasticamente ravvicinate di attraversarli. Infine, lo strato estremo superiore 9a ha un foro passante di diametro almeno pari al secondo diametro D2, coassiale ai corrispondenti fori negli altri strati impilati.

Una volta infilato il tassello 3 nel foro fino a raggiungere il vano di fondo nello strato 9c, oppure da uscire fuori dal pannello attraverso la superficie opposta, si infila la spina 4 in modo da occludere la cavità interna 5 impedendo alle lamelle longitudinali 6 di riavvicinarsi e quindi impedendo lo sfilamento accidentale del tassello 3. La presenza della spina 4 rinforza il tassello 3, permettendogli di resistere meglio a sollecitazioni di taglio.

Convenientemente, il tassello 3 e la spina 4 saranno dello stesso materiale, preferibilmente in faggio o qualsiasi altra essenza legnosa di latifoglia, in modo da apparire integrali al pannello. Meno preferibilmente, il tassello 3 e la spina 4 saranno realizzata in qualsiasi lega metallica. Al di là del fatto che una giunzione ad incastro di questa divulgazione ha un migliore impatto estetico se realizzata interamente in legno piuttosto che in lega metallica, conviene che il tassello 3 e la spina 4 siano di legno. Data la differenza di umidità presente fra il legno del tassello 3 e della spina 4 e quello che costituisce il pannello multistrato, a causa di un processo di migrazione di molecole d'acqua - che tende ad equilibrare l'umidità nei due corpi - il legno del tassello 3 si rigonfia aumentando il proprio volume e, di conseguenza, si incastra ancor più saldamente all'interno del foro.

Come si può facilmente comprendere, con la giunzione ad incastro di questa divulgazione gli strati di legno del pannello multistrato saranno saldamente vincolati l'uno all'altro senza utilizzare colle. Poiché i fori non sono filettati, come invece accade nei noti pannelli X-LAM, essi possono essere facilmente realizzati con delle comuni frese e non sono richiesti utensili particolari.

La figura 6 mostra una struttura di un comune pannello multistrato di legno di tipo X-LAM, composto da strati di legno 10 impilati ciascuno costituito da assi giustapposte fianco a fianco l'una all'altra. Una caratteristica dei pannelli di questo tipo consiste nel fatto che le assi appartenenti a strati adiacenti impilati non corrono parallele le une alle altre ma lungo direzioni, con alcuni strati allineati secondo una direzione principale del pannello ed altri inclinati di 45°.

Convenientemente, i pannelli X-LAM di questa divulgazione includono una membrana traspirante 10 allo scopo di garantire la tenuta all'aria del pannello e regolare la traspirazione del vapore acqueo.

Secondo una forma di realizzazione, i pannelli X-LAM di questa divulgazione non sono tutti composti dello stesso tipo di legno, ma comprendono strati fatti di essenze legnose diverse.

La figura 7 mostra un pannello multistrato X-LAM di questa divulgazione, in cui le assi dei vari strati del pannello sono reciprocamente vincolate mediante una pluralità di giunzioni ad incastro 11 di questa divulgazione. Un tale pannello può essere realizzato impilando a sandwich una pluralità di strati di legno piani in direzione ortogonale al loro piano di sviluppo tra uno strato estremo superiore e uno strato estremo inferiore, come schematicamente illustrato in figura 6, quindi definendo:

- nello strato estremo inferiore 9c, una delle due opzioni: o A) almeno un foro cieco cilindrico sagomato a T rovesciata avente un vano di fondo circolare di un primo diametro e un'apertura circolare di un secondo diametro D2 minore del primo diametro D1, oppure in alternativa B) un foro passante del secondo diametro D2,

- nello strato estremo superiore 9a: almeno un foro cilindrico passante di diametro non inferiore al secondo diametro D2,

- in tutti gli altri strati di legno 9b e attraverso la membrana traspirante 10: almeno un foro cilindrico passante del secondo diametro D2;

in modo che i fori di strati diversi siano coassiali per formare: o A) almeno una cavità cieca nel pannello di legno multistrato che attraversa tutti gli strati tranne lo strato estremo inferiore, oppure B) una cavità passante;

infilare il tassello cavo 3 ad espansione fino in fondo nella cavità cieca in modo che la punta cava elastica del tassello si espanda a scatto in configurazione di riposo o A) nel vano di fondo circolare, oppure B) al di fuori del pannello;

infilare la spina piena cilindrica 4 fino in fondo nella cavità assiale cilindrica del tassello cavo 3.

Nella forma di realizzazione in cui il tassello cavo 3 e la spina 4 sono entrambe di legno, preferibilmente di legno di faggio, converrà che il pannello fabbricato con il procedimento di cui sopra, prima di essere imballato, sia lasciato all'aria per un tempo sufficiente affinché si raggiunga un equilibrio igrometrico tra il tassello di legno e le assi del pannello.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Giunzione ad incastro adatta per pannelli multistrato di legno, comprendente: un tassello cavo ad espansione di forma sostanzialmente cilindrica che definisce: - una cavità assiale cilindrica interna che attraversa longitudinalmente il tassello da un'estremità all'altra, - una punta cava elastica avente, in configurazione di riposo, un inviluppo circolare esterno di un primo diametro, la punta cava essendo composta da lamelle longitudinali a sbalzo elasticamente deformabili in una direzione radiale del tassello ed essendo configurata per essere compressa elasticamente nella direzione radiale fino ad assumere una configurazione compressa con un inviluppo circolare esterno di un secondo diametro minore di detto primo diametro esterno, - un gambo cavo cilindrico una cui prima estremità è integralmente connessa alla punta cava e che sostiene a sbalzo dette lamelle longitudinali, la superficie laterale esterna del gambo cavo avente un diametro sostanzialmente uguale a detto secondo diametro esterno, - una testa cava cilindrica integralmente connessa ad una seconda estremità del gambo cavo opposta a detta prima estremità; una spina piena cilindrica, avente una superficie laterale esterna di diametro sostanzialmente uguale al diametro di detta cavità assiale cilindrica.
2. Giunzione ad incastro secondo la rivendicazione 1, in cui la testa cava cilindrica ha una superficie laterale esterna maggiore di detto secondo diametro.
3. Giunzione ad incastro secondo una delle rivendicazioni 1 o 2, in cui il tassello cavo ad espansione e la spina piena sono fatte di uno stesso legno, preferibilmente di faggio.
4. Pannello di legno multistrato, comprendente: una pluralità di strati di legno sostanzialmente a sviluppo in piano impilati a sandwich in direzione ortogonale al piano di sviluppo tra uno strato estremo superiore di legno e uno strato estremo inferiore di legno, in cui: - detto strato estremo inferiore definisce o almeno un foro cieco cilindrico sagomato a T rovesciata avente un vano di fondo circolare di un primo diametro e un'apertura circolare di un secondo diametro minore di detto primo diametro, oppure in alternativa un foro passante del secondo diametro, - tutti gli strati di legno compresi tra gli strati estremi superiore e inferiore definiscono ciascuno almeno un foro cilindrico passante di detto secondo diametro, - detto strato estremo superiore definisce almeno un foro cilindrico passante di diametro non inferiore a detto secondo diametro, - detti fori sono coassiali quando gli strati di legno sono impilati per formare o almeno una cavità cieca nel pannello di legno multistrato che attraversa tutti gli strati di legno tranne lo strato estremo inferiore, oppure una cavità passante; almeno una giunzione ad incastro secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui il tassello cavo ad espansione della giunzione ad incastro è infilato fino in fondo o in detta cavità cieca oppure in detta cavità passante, in modo che le lamelle longitudinali ritornino elasticamente a scatto in una configurazione di riposo rispettivamente o in detto vano di fondo oppure al di fuori del pannello multistrato, e la spina piena cilindrica della giunzione ad incastro è infilata fino in fondo nella cavità assiale cilindrica del tassello.
5. Pannello di legno multistrato secondo la rivendicazione 4, in cui ciascuno di detti strati di legno comprende una pluralità di detti fori cilindrici, e in cui fori cilindrici corrispondenti di strati diversi sono coassiali quando gli strati di legno sono impilati per formare altrettante cavità cieche nel pannello di legno multistrato che attraversano tutti gli strati di legno tranne lo strato estremo inferiore, detto pannello comprendente altrettante giunzioni ad incastro secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3 infilate ciascuna nella rispettiva cavità cieca oppure passante.
6. Pannello di legno multistrato secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui ciascuno di detti strati di legno è composto da assi di legno giustapposte fianco a fianco, detti strati essendo impilati l'uno sull'altro in modo che le assi di legno di uno strato qualsiasi siano orientate in direzione incrociata rispetto ad assi di strati adiacenti del pannello.
7. Pannello di legno multistrato secondo una delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui almeno due di detti strati sono composti di tipi di legno diversi.
8. Metodo di fabbricazione di un pannello di legno multistrato, comprendente le operazioni seguenti: procurare una pluralità di strati di legno sostanzialmente a sviluppo in piano; impilare a sandwich in direzione ortogonale al piano di sviluppo, tutti gli strati di legno tra uno strato estremo superiore e uno strato estremo inferiore; definire - in uno strato estremo inferiore di detti strati di legno: o almeno un foro cieco cilindrico sagomato a T rovesciata avente un vano di fondo circolare di un primo diametro e un'apertura circolare di un secondo diametro minore di detto primo diametro, oppure in alternativa un foro passante del secondo diametro, - in uno strato estremo superiore di detti strati di legno: almeno un foro cilindrico passante di diametro non inferiore a detto secondo diametro, - in tutti gli altri strati di legno di detta pluralità di strati di legno: almeno un foro cilindrico passante di detto secondo diametro, in modo che detti fori di strati diversi siano coassiali per formare o almeno una cavità cieca nel pannello di legno multistrato che attraversa tutti gli strati di legno tranne lo strato estremo inferiore, oppure una cavità passante; procurare almeno una giunzione ad incastro secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3; infilare il tassello cavo ad espansione, di detta almeno una giunzione ad incastro, fino in fondo o in detta cavità cieca oppure in detta cavità passante, in modo che le lamelle longitudinali ritornino elasticamente a scatto in una configurazione di riposo rispettivamente o in detto vano di fondo oppure al di fuori del pannello multistrato; infilare la spina piena cilindrica, di detta almeno una giunzione ad incastro, fino in fondo nella cavità assiale cilindrica del tassello.
9. Metodo di fabbricazione secondo la rivendicazione 8, in cui il tassello e la spina di ciascuna di dette giunzioni ad incastro sono fatte di uno stesso tipo di legno, il metodo comprendente inoltre le operazioni di: lasciare all'aria il pannello multistrato per un tempo sufficiente per raggiungere un equilibrio igrometrico tra il tassello di legno e le assi del pannello, quindi imballare il pannello multistrato.