PL195802B1 - Element łączący do łączenia co najmniej dwóch drewnianych części konstrukcji i płyty węzłowej - Google Patents

Abstract

1. Element laczacy do laczenia co najmniej dwóch drewnianych czesci konstrukcyjnych i plyty wezlowej, która jest wykonana z metalu i wprowadzana w jedna lub wiecej szczelin drewnianych czesci konstrukcyjnych i polaczo- na pretowym trzonem, znamienny tym, ze pretowy trzon (10) co najmniej przy jednym swoim koncu ma wiertlo (11), a przy swym drugim koncu ma uchwyt narzedziowy (12, 16) do napedzania obrotowego, przy czym srednica (D2) trzonu (10) co najmniej na jednej lub na kilku obszarach czesciowych jego dlugosci odpowiada przynajmniej w przyblizeniu sredni- cy (D1) wiertla (11), a ponadto na trzonie (10) przy koncu przeciwleglym wzgledem wiertla (11) wykonane sa elementy blokady przesunie- cia osiowego w stanie osadzonym. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest element łączący do łączenia co najmniej dwóch drewnianych części konstrukcyjnych i płyty węzłowej, wprowadzanej zwłaszcza w jedną lub kilka szczelin w drewnianej części konstrukcyjnej, korzystnie wykonanej z metalu mający prętowy trzon.

W konstrukcjach ram i kratownic stosowane drewniane części konstrukcyjne są z reguły łączone za pomocą płyt węzłowych, które są wykonane z metalu. Płyty węzłowe są wprowadzane w środkowe szczeliny przy końcach drewnianych części konstrukcyjnych. W drewnianych częściach konstrukcyjnych i w płytach węzłowych są w zgodnym rozmieszczeniu przewidziane otwory, w które z reguły wprowadza się prętowe kołki. Te prętowe kołki z metalu mocują płytę węzłową w drewnianej części konstrukcyjnej. Dzięki temu zapewnia się, że prętowe kołki mogą przenosić normalnie przewidziane siły pomiędzy drewnianymi częściami konstrukcyjnymi a płytą węzłową i że można utworzyć możliwie sztywne połączenie uniemożliwiające wzajemne przesunięcie. W tym celu otwory zarówno w drewnianych częściach konstrukcyjnych jak i w płycie węzłowej muszą być stosunkowo ściśle dopasowane do siebie.

Ponieważ stosuje się tu dwa różne materiały, mianowicie z jednej strony drewno, a z drugiej strony metalową płytę węzłową, zatem przy wykonywaniu otworów powstają szczególne problemy. Z reguły dotychczas, aby móc utrzymać tolerancje wiercenia, najpierw wierci się otwory w drewnianych częściach konstrukcji. Następnie płytę węzłową wprowadza się w szczeliny w drewnianych częściach konstrukcji, po czym wykonuje się otwory w płycie węzłowej, tak że wykonane już otwory w drewnianych częściach konstrukcji tworzą pewnego rodzaju szablon wiercenia. Odpowiednim wiertłem wykonuje się otwory w płycie węzłowej i wbija się prętowe kołki w celu wzajemnego połączenia drewnianych części konstrukcji i płyty węzłowej. Postępowanie takie jest z bardzo kosztowne i nie zapewnia sztywnego i wytrzymałego połączenia, ponieważ dokładność pasowania nie jest optymalna.

Znane jest również postępowanie, przy którym najpierw wykonuje się otwory w płycie węzłowej. Tę płytę węzłową wykorzystuje się następnie jako szablon do wiercenia otworów w drewnianych częściach konstrukcji. Ponieważ w takim przypadku ostateczne położenie płyty węzłowej względem przebiegu otworu jest przestawione osiowo, również tu może dojść do odpowiednich niedokładności, tak że tolerancje wymiarowe nie mogą być bezwarunkowo utrzymane. Ponadto, postępowanie takie jest bardzo uciążliwe i czasochłonne. Według dalszego znanego sposobu (DE-C-43 15 101) najpierw płytę węzłową wprowadza się w odpowiednią szczelinę w drewnianej części konstrukcji i ustawia prawidłowe położenie, po czym wykonuje się za pomocą wiertarki otwory poprzez drewniane części konstrukcji i płytę węzłową. Stosuje się przy tym pewnego rodzaju wiertło stopniowe, aby uwzględnić różne warunki przy wierceniu w drewnie i w metalu. Po wykonaniu otworu można odpowiednio wbić prętowe kołki.

Również przy tym znanym rozwiązaniu jest konieczne specjalne trzymanie wiertarki, ponieważ trzeba również zwracać uwagę na to, aby płyta węzłowa wprowadzona w odpowiednią szczelinę w drewnianej części konstrukcji nie mogła się przesunąć.

Właśnie przy pracy na samym placu budowy przy takim rozwiązaniu powstają problemy, ponieważ stosowanie szczególnie dużych urządzeń na budowie wiąże się z uciążliwym manipulowaniem. Ponadto, nie wszędzie jest dostęp dla takiego urządzenia wiercącego.

Znane jest ponadto urządzenie łączące do zakrytych połączeń belkowych (DE-A-41 24 553), przy którym powinno uniknąć się dokładnych pomiarów i wierceń. Do połączenia pomiędzy drewnianą częścią konstrukcji a płytą węzłową używane są gwoździe wbijane bez uprzedniego wiercenia otworów. Do tego celu potrzebna jest jednak specjalna konstrukcja płyty węzłowej, aby w ogóle możliwe było przejście przez nią gwoździ. Trzeba zatem zadbać o to, aby ta część płyty węzłowej, przez którą mają być przebite gwoździe, wykonana była z cienkiej blachy. Do uwzględnienia tego specjalnego obszaru dochodzi jeszcze ryzyko, że gwoździe zegną się lub że dojdzie do rozszczepienia, tym bardziej, że takie płyty węzłowe stosuje się z reguły na czołowych stronach drewnianych części konstrukcji.

Między innymi z DE-A-38 28 446 znany jest wkręt gwintujący który ma ostrze wiertła i trzon z gwintem. Tego rodzaju wkręty samogwintujące zawsze istnienie mają o odpowiedniej długości i zawsze średnica wiertła jest większa niż średnica rdzenia trzonu w części gwintowanej. Wkręty samogwintujące są jednak na ogół całkowicie nieodpowiednie do łączenia drewnianych elementów, ponieważ już przy operacji wiercenia powstaje posuw osiowy odpowiadający skokowi gwintu co jest nie do pomyślenia przy przewiercaniu stosunkowo cienkich płyt węzłowych.

PL 195 802 B1

Zadaniem wynalazku jest opracowanie elementu łączącego rodzaju wymienionego we wstępie, za pomocą którego możliwe jest dokładnie pasowane połączenie pomiędzy drewnianymi częściami konstrukcji a płytami węzłowymi, mianowicie przy prostym manipulowaniu i stosowaniu różnego rodzaju drewnianych części konstrukcji i płyt węzłowych.

Element łączący według wynalazku ma prętowy trzon z wiertłem na jednym jego końcu, a na swym drugim końcu ma uchwyt narzędziowy dostosowany do obrotowego napędu, przy czym średnica co najmniej jednego lub kilku odcinków częściowych długości trzonu jest przynajmniej w przybliżeniu zgodna ze średnicą wiertła, a ponadto przy końcu przeciwległym do wiertła ma trzon element blokujący jego osiowe przesunięcie w stanie wprowadzonym.

Dzięki wynalazkowi można w jednej operacji wykonać otwór co najmniej w płycie węzłowej lub ewentualnie zarówno w płycie węzłowej jak i w drewnianej części konstrukcyjnej, a mianowicie za pomocą prętowego elementu łączącego, który ostatecznie w tym otworze powoduje wzajemne połączenie płyty węzłowej i drewnianej części konstrukcji. Ponieważ element łączący w jednej operacji wykonuje otwór w płycie węzłowej i w drewnianej części konstrukcji oraz równocześnie tworzy połączenie pomiędzy tymi obiema częściami, to zawsze jest zapewnione dokładne dopasowanie pomiędzy otworami w płycie węzłowej i w drewnianej części konstrukcji. Dzięki temu otrzymuje się dokładne i pozbawione przesuwania połączenie pomiędzy płytą węzłową a drewnianą częścią konstrukcji. Nie jest przy tym istotne, czy przy zastosowaniu wielu równolegle wprowadzanych elementów łączących są one usytuowane dokładnie równolegle do siebie, czy też tworzą pomiędzy sobą kąt ostry. Każdy element łączący tworzy dokładne dopasowanie i zapewnia optymalne mocowanie pomiędzy drewnianymi częściami konstrukcji a płytą węzłową.

Element łączący jest w otworze płyty węzłowej i/lub w drewnianej części konstrukcji przytrzymywany kształtowo i/lub siłowo zabezpieczony przed przesunięciem osiowym. Przez wióry powstające podczas wiercenia powodowane jest dodatkowe ścisłe połączenie pomiędzy elementem łączącym a płytą węzłową lub drewnianą częścią konstrukcji, tak że przez samo wkręcanie elementu łączącego można spowodować kształtowe i/lub siłowe zabezpieczenie przed osiowym przesunięciem tego elementu. W celu spowodowania kształtowego i/lub siłowego oraz niezgubnego zamocowania można jednak ponadto stosować inne dodatkowe środki.

Dzięki zastosowaniu elementu łączącego według wynalazku jest również możliwe wsuwanie w siebie lub dostawianie do siebie drewnianej części konstrukcji z przygotowanymi otworami oraz płyty węzłowej, przy czym wtedy element łączący wprowadza się w przygotowany otwór w drewnianej części konstrukcji, a następnie wykonuje się otwór w samej płycie węzłowej. Dzięki temu otwory przygotowane fabrycznie można wykorzystywać jako szablon do późniejszego przewiercania płyty węzłowej. Również przy takim stosowaniu tego sposobu otwór w samej płycie węzłowej wykonywany jest przez element łączący, który równocześnie powoduje wzajemne połączenie pomiędzy drewnianą częścią konstrukcji a płytą węzłową. W takim przypadku również zapewnione jest dokładne pasowanie pomiędzy otworami w drewnianej części konstrukcji i w płycie węzłowej, tak że element łączący łączy ze sobą sztywno drewnianą część konstrukcji i płytę węzłową.

Element łączący nie musi przechodzić całkowicie przez drewnianą część konstrukcji. Osadzanie elementu łączącego można zakończyć przed wykonaniem przelotowego otworu. Na skutek tego po jednej stronie drewnianej części konstrukcji tego rodzaju wzajemne połączenie jest całkowicie niewidoczne. W ten sposób połączenie można ze względów estetycznych ukryć lub uczynić niewidocznym po jednej stronie drewnianej części konstrukcji. Ze względu na wytrzymałość przelotowy otwór nie jest konieczny dla połączenia, ponieważ wystarczy, kiedy element łączący po obu stronach płyty węzłowej przynajmniej na pewien wymiar wchodzi w drewnianą część konstrukcji.

Poprzez elementy konstrukcyjne według wynalazku powstaje element łączący, który w szczególny sposób nadaje się do mocowania blach łączących itp., które są umieszczone na powierzchni drewnianych części konstrukcji, do połączenia których dotychczas stosowano wkręty. W budownictwie drewnianym, a zwłaszcza przy wzajemnym mocowaniu drewnianych części konstrukcji i płyt węzłowych, dotychczas nie stosowano samowiercących elementów łączących. Dopiero rozwiązanie według wynalazku wykonania elementu łączącego w postaci prętowego trzonu z odpowiednim wiertłem oznacza istotny postęp. Za pomocą takiego elementu łączącego można wykonać potrzebny otwór w jednej operacji. Ponadto do dyspozycji jest wtedy również element łączący, który w tym otworze służy do połączenia pomiędzy płytą węzłową a drewnianą częścią konstrukcji. W przypadku zastosowania takiego elementu łączącego uzyskuje się dokładne i pozbawione możliwości przesunięcia poprzecznego

PL 195 802 B1 zamocowanie wzajemne. Z odpowiednio ukształtowanym wiertłem można w optymalny sposób wykonać prawidłowy otwór zarówno w drewnianej części konstrukcji jak i w metalowej płycie węzłowej.

Ponadto zaproponowano, że na wiertle i ewentualnie na dołączonym do wiertła odcinku prętowego trzonu wykonany jest jeden lub więcej rowków na wióry. Dzięki takim rowkom na wióry powstaje możliwość odpowiedniego odtransportowania i odebrania materiału skrawanego podczas wiercenia. Nie ma przy tym konieczności wyprowadzania wiórów na zewnątrz, ale wystarczy, jeżeli wytworzone wióry zostaną przyjęte w postaci zagęszczonej w rowkach na wióry. Nie jest przy tym również istotne, jeżeli ten lub inny wiór metalowy wejdzie w ściankę otworu w drewnianej części konstrukcji, ponieważ nie powoduje to żadnego pogorszenia końcowego dopasowania. Element łączący sam wytwarzający otwór pozostaje przecież ostatecznie w tym wykonanym otworze. W odmianie wykonania przewidziano, że bezpośrednio z wiertłem połączony jest odcinek o średnicy mniejszej niż średnica wiertła. Na skutek tego w obszarze bezpośrednio sąsiadującym z wiertłem stworzono większą możliwość przyjmowania wiórów.

W specjalnej postaci wykonania wynalazku przewidziano, że na prętowym trzonie z przestawieniem w odstępie osiowym od wiertła wykonany jest dalszy odcinek wiercący o średnicy większej niż średnica pierwszego wiertła. Dzięki temu wiercenie otworu i ilość wytwarzanych wiórów można podzielić na dwa wiercenia następujące po sobie w jednej operacji. Jest to korzystne zwłaszcza w przypadku odpowiednio grubszych elementów łączących.

W celu utworzenia szczególnie dużej pojemności odbierania wytwarzanych wiórów, jeden lub więcej rowków na wióry prowadzone są na dużej części długości lub na całej długości prętowego trzonu.

W dalszej odmianie wykonania przewidziano, że przynajmniej na części długości prętowego trzonu wykonany jest gwint lub struktura podobna do gwintu. Dzięki temu uzyskuje się dodatkowe specjalne zabezpieczenie przed osiowym przesunięciem elementu łączącego, tak że element łączący po ostatecznym osadzeniu nie może zostać poluzowany nawet przy ewentualnym skurczeniu w obszarze drewnianej części konstrukcji.

We wszystkich możliwych postaciach wykonania w związku z tym przewiduje się, aby przynajmniej na części długości prętowego trzonu umieszczona była uszorstniona powierzchnia, radełkowanie itp., albo wykonane były wzniesienia lub zagłębienia. W ten sposób można również zapewnić dodatkowe zabezpieczenie elementu łączącego przed obróceniem i przesunięciem, co zapobiega wyjściu elementu łączącego z wykonanego otworu po ostatecznym osadzeniu.

W celu optymalnego zamknięcia początku otworu i odpowiedniego uszczelnienia drewna w tym miejscu przewiduje się, aby oddalony od wiertła koniec prętowego trzonu wykonać z rozszerzeniem w kształcie ściętego stożka. Takie rozszerzenie w kształcie ściętego stożka może oczywiście służyć również temu, aby odpowiednio zwiększyć moment obrotowy. W ten sposób może również nastąpić zależne od momentu obrotowego wyłączenie dalszego wkręcania.

W korzystnej postaci wykonania przewidziano, że na następującym po odcinku o zmniejszonej średnicy, przynajmniej w przybliżeniu dopasowanym do średnicy wiertła odcinku prętowego trzonu wykonany jest jeden lub więcej rowków na wióry. W ten sposób nie tylko bezpośrednio za wiertłem utworzona jest zwiększona pierścieniowa przestrzeń na przyjmowanie wiórów, ale dołączone są do niej również rowki na wióry, które mogą przyjmować wywiercony materiał, przy czym rowki na wióry nie odchodzą już bezpośrednio od wiertła. Zapewniono przez to również, że moment obrotowy wywierany na wkręcany element łączący nie musi być nadmiernie zwiększany ze względu na odpowiednio dużą ilość wiórów.

Przy specjalnym przeznaczeniu elementu łączącego według wynalazku szczególnie korzystne jest, kiedy uchwyt narzędziowy jest wykonany jako uchwyt wewnętrzny. Jako uchwyt wewnętrzny może być przy tym przewidziany nie tylko specjalnie ukształtowany uchwyt wewnętrzny, ale również nacięcie pod wkrętak. Dzięki temu w prosty sposób umożliwiono wkręcenie również końca elementu łączącego od strony napędu aż pod powierzchnię drewnianej części konstrukcji.

W ramach wynalazku jest jednak również możliwe wykonanie uchwytu narzędziowego jako uchwytu zewnętrznego, przy czym w takim przypadku można przykładowo zastosować zewnętrzny sześciokąt. Ponieważ taki uchwyt zewnętrzny musi być wykonany o odpowiednio małym przekroju, zwłaszcza przy zagłębianiu elementu łączącego, możliwość stosowania uchwytu zewnętrznego zależy od przenoszonego momentu obrotowego.

Przy specjalnej postaci wykonania elementu łączącego, a mianowicie zwłaszcza wtedy, gdy potrzebna jest odpowiednio większa średnica elementu łączącego, proponuje się, aby na prętowym trzonie, na dalszym elemencie wiercącym o średnicy większej w porównaniu z pierwszym wiertłem

PL 195 802 B1 przewidzieć zasadniczo cylindryczny odcinek o średnicy nieco mniejszej w porównaniu z tym dalszym odcinkiem wiercenia. Chociaż ten dalszy odcinek wiercenia wykonuje nieco większy otwór, następujący za nim prętowy trzon jest trzymany nieruchomo zarówno w płycie węzłowej jak i w drewnianej części konstrukcji w doskonałym dopasowaniu. Pomimo tego istnieje jednak obawa, że moment obrotowy przy ewentualnym zerowym luzie wzrośnie zbyt wysoko. Zapewnia się więc odpowiednią kompensację pomiędzy momentem obrotowym koniecznym do przeprowadzenia wiercenia i posuwu elementu łączącego a niezbędnym dopasowaniem pomiędzy otworami.

W pewnej postaci wykonania elementu łączącego przewidziano, że jeden lub więcej rowków na wióry przebiega wzdłuż linii śrubowej. W takim przypadku powstające wióry podobnie jak przy wiertle krętym odprowadzane są w przebiegających wzdłuż linii śrubowej rowkach na wióry w kierunku do napędzanego końca elementu łączącego. Dzięki temu zapewniono, że rowki na wióry aż do ostatecznego osadzenia elementu łączącego są praktycznie całkowicie wypełnione wiórami, tak że powstaje zasadniczo przelotowy, cylindryczny element łączący z całkowitym przyłożeniem powierzchniowym do ścianki otworu.

W ramach wynalazku jest jednak również możliwe, aby jeden lub więcej rowków na wióry przebiegał równolegle do osi. Kierunek odprowadzania wiórów w takich rowkach pomimo obracania elementu łączącego nie jest praktycznie określony, tak że rowki na wióry przy takim rozwiązaniu są wypełniane w kierunku osiowym jedynie wiórami dociskanymi w kierunku osiowym.

Wynalazek jest dokładniej opisany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia połączenie pomiędzy dwiema drewnianymi częściami konstrukcyjnymi przez płytę węzłową w rozłożeniu na części, przy czym pokazano również stosowane elementy łączące, fig. 2 - połączenie pomiędzy drewnianymi częściami konstrukcyjnymi ze specjalnego rodzaju płytami węzłowymi, fig. 3 - specjalny element łączący z fig. 1, fig. 4-9 - różne odmiany wykonania połączeń pomiędzy drewnianymi częściami konstrukcyjnymi a płytą węzłową, przy czym częściowo zastosowano również różne konstrukcje elementów łączących, a fig. 10 i 11 przedstawiają dwie postacie wykonania do łączenia dwóch doczołowo łączonych ze sobą drewnianych części konstrukcyjnych z odpowiednio ukształtowanymi płytami węzłowymi.

Według wynalazku opracowano sposób i odpowiedni element łączący 1do łączenia co najmniej dwóch drewnianych części konstrukcyjnych 2 i 3. Jak pokazano na fig. 1, w tym celu stosuje się węzłową płytę 4, która jest wyposażona w poprzecznie do niej usytuowaną stopkę 5. Stopka 5 ma odpowiednie otwory 6, w które można wprowadzić wkręty 7. Płyta węzłowa 4 jest więc za pomocą stopki 5 przykręcana doczołowo do drewnianej części konstrukcyjnej 2. Drewniana część konstrukcyjna 3 styka się teraz swą stroną czołową, to znaczy swym wolnym końcem, z drewnianą częścią konstrukcyjną 2. W drewnianej części konstrukcyjnej 3 wykonana jest szczelina 8, w którą można wsunąć węzłową płytę 4. Zasadniczo byłoby do pomyślenia również przyporządkowanie płyty węzłowej 4 przyłożonej z zewnątrz do końca drewnianej części konstrukcyjnej 3, ale ze względu na lepsze przenoszenie sił i rozdział sił korzystne jest prawie środkowe umieszczenie płyty węzłowej 4 w szczelinie drewnianej części konstrukcyjnej 3. Po wsunięciu płyty węzłowej 4 w szczelinę 8 drewniane części konstrukcyjnej 2 i 3 ustawia się względem siebie w żądanym położeniu, tak że można teraz wykonać wzajemne mocowanie pomiędzy płytą węzłową 4 a drewnianą częścią konstrukcyjną 3. W tym celu stosuje się elementy łączące 1, które wprowadza się w lity materiał drewnianej części konstrukcyjnej 3 i płyty węzłowej 4. Element łączący 1 sam tworzy otwór 9 w płycie węzłowej 4 i ewentualnie również w drewnianej części konstrukcyjnej 3 i służy potem bezpośrednio jako element łączący, który pozostaje w wykonanym przez siebie otworze 9.

W związku z tym możliwe jest również, że taki element łączący 1 nie przechodzi przez całą drewnianą część konstrukcyjną 3, a więc swym końcem nie przechodzi całkowicie przez drewnianą część konstrukcyjną 3. Może to być korzystne ze względów estetycznych, ale celowe jest również wtedy, gdy przykładowo przy stosowaniu elementów łączących i sposobu według wynalazku w pomieszczeniach wilgotnych wiertło 11 elementu łączącego, wykonane np. ze stali węglowej, nie powinno być odsłonięte.

Alternatywnie jest również możliwe wykonanie otworów fabrycznie w drewnianej części konstrukcyjnej 3, przy czym wtedy w szczelinę 8 wsuwa się płytę węzłową 4 jeszcze bez otworów. Przygotowane otwory 9 służą wtedy praktycznie jako pewnego rodzaju szablon otworów, w które wprowadza się elementy łączące. Elementy łączące 1 muszą wtedy jedynie wykonać jeszcze otwory w płycie węzłowej 4, a potem są już stosowane jak odpowiednie elementy łączące pomiędzy płytą węzłową 4 a drewnianą częścią konstrukcyjną 3.

PL 195 802 B1

Właśnie dzięki stosowaniu samowiercących elementów łączących, można przy łączeniu co najmniej dwóch drewnianych części konstrukcyjnych za pomocą płyty węzłowej osiągnąć znaczny postęp, który przejawia się nie tylko prostszym i szybszym manipulowaniem, ale również tym, że każdy wprowadzany element łączący zostaje osadzony z dokładnym pasowaniem, a więc zapewnione jest optymalne przenoszenie siły bez możliwości przesunięcia poprzecznego. Przez specjalne wykonanie elementu łączącego, średnicę wykonywanego otworu można dokładnie dostosować do średnicy tego elementu łączącego, tak że możliwe jest optymalne pasowanie.

Stosowany według wynalazku element łączący 1 złożony jest w wykonaniach z fig. 1 i 3 zasadniczo z prętowego trzonu 10, który przy swym jednym końcu ma wiertło 11, a przy swym drugim końcu ma uchwyt narzędziowy 12 w postaci gniazda. Średnica D2 trzonu 10 jest na przynajmniej jednym lub kilku obszarach częściowych swej długości wykonana przynajmniej w przybliżeniu zgodnie ze średnicą D1 wiertła 11 i musi być zachowana przy ostatecznym ustawieniu elementu łączącego 1 w obszarze płyty węzłowej 4 oraz w miarę możliwości w następujących blisko za nią obszarach drewnianej części konstrukcyjnej 3. Przynajmniej tam, gdzie przy połączeniu pomiędzy płytą węzłową 4 a drewnianą częścią konstrukcyjną 3 występują największe siły ścinające, trzeba zapewnić odpowiednie pasowanie pomiędzy wykonanym otworem 9 a trzonem 10.

Na samym wiertle 11 wykonane są odpowiednie rowki odprowadzające wióry. W przypadku elementu łączącego 1 według wynalazku, przynajmniej w wykonaniu według fig. 1 i 3, w obszarze trzonu 10 sąsiadującym z wiertłem 11 wykonany jest jeden lub więcej rowków 13 odprowadzających wióry. Te rowki 13 odprowadzające wióry przebiegają w przedstawionym wykonaniu wzdłuż linii śrubowej, co sprzyja zwłaszcza transportowi materiału wiórów skrawanych przez wiertło. Skrawany materiał nie musi być bezwarunkowo wyprowadzany na zewnątrz, ale w pewnych okolicznościach w odpowiednio zagęszczonej postaci może pomieścić się w samym otworze lub w odpowiednich wybraniach elementu łączącego. W związku z tym możliwe jest również, że jeden lub więcej rowków odprowadzających wióry przebiega równolegle do osi. Rowki odprowadzające wióry nie są w tym wykonaniu stale napełniane materiałem dosuwanym przez obracanie przy wierceniu, ale przyjmują wióry przyczepione do ścianki otworu lub są wypełniane przez wióry dociskane osiowo.

Korzystnie rowki 13 odprowadzające wióry przebiegają przez większą część długości lub przez całą długość prętowego trzonu 10, przynajmniej jednak wzdłuż jego odcinka o średnicy D2. Zależnie od wiórów wytwarzanych podczas wiercenia mogą być oczywiście wykonane również odpowiednio krótsze rowki odprowadzające wióry.

W wykonaniu według fig. 1 i 3 przewidziano ponadto, że bezpośrednio z wiertłem 11 sąsiaduje odcinek 14 o średnicy D3 zmniejszonej w stosunku do wiertła 11. Dzięki takiej konstrukcji bezpośrednio za wiertłem 11 utworzona jest dodatkowa komora pierścieniowa do pomieszczenia skrawanych wiórów. Odcinek 14 musi mieć tylko taką średnicę D3, aby mógł być przenoszony moment obrotowy potrzebny do wiercenia. Odcinek 14 nie ma już jednak żadnego wpływu na przenoszenie sił pomiędzy płytą węzłową 4 a drewnianą częścią konstrukcyjną 3, ponieważ jest usytuowany daleko poza płytą węzłową 4 wprowadzoną w szczelinę 8.

Dzięki mającemu zmniejszoną średnicę odcinkowi 14, który następuje za wiertłem 11, posiadający średnicę D2 odcinek prętowego trzonu 10 zaczyna się w odpowiednim odstępie od wiertła 11 Zwłaszcza w celu zapewnienia optymalnego pasowania średnica D1 wiertła 11 jest w przybliżeniu dopasowana do średnicy D2 trzonu 10. Odcinek trzonu 10 o średnicy D2 jest w pokazanym wykonaniu na całej jego długości wyposażony w przebiegające wzdłuż linii śrubowej rowki 13 odprowadzania wiórów. Właśnie w takim wykonaniu dzięki utworzonej w obszarze odcinka 14 pierścieniowej komorze i dzięki dołączonym do niej rowkom 13 odprowadzania wiórów można otrzymać stosunkową dużą przestrzeń na przyjęcie wiórów.

Na przeciwległym w stosunku do wiertła 11 końcu elementu łączącego 1 wykonany jest gwint 15, który podczas wiercenia wchodzi praktycznie w ostatnich ruchach obrotowych w wykonany otwór 9. Ten gwint 15 zapewnia osiowe zabezpieczenie elementu łączącego 1, tak że nawet wtedy, gdy nie jest on bezpośrednio wystawiony na odpowiednie siły tnące lub kiedy występują drgania w obszarze drewnianej części konstrukcyjnej 3, nie może on samoczynnie wyjść z wykonanego otworu 9. Zamiast gwintu 15 można również zastosować kształty podobne do gwintu, przy czym możliwe jest również zastosowanie wielu kołowo przebiegających równolegle do siebie żeberek, które mają przykładowo kształt piły w przekroju poprzecznym. Chodzi po prostu o stworzenie dodatkowej możliwości zabezpieczenia elementu łączącego 1 przed przesunięciem go w kierunku osiowym.

PL 195 802 B1

Dalsza odmiana wykonania mogłaby w związku z tym polegać na tym, że przewidziana jest uszorstniona powierzchnia, radełkowanie itp., albo że wykonane są inne wzniesienia lub zagłębienia.

Przy wszystkich tych wykonaniach uniemożliwione jest samoczynne obrócenie lub samoczynne osiowe przesunięcie elementu łączącego.

W wykonaniu według fig. 1 i innych pokazanych postaciach wykonania pokazano odpowiednią szczelinę 8 wykonaną przelotowo na całej wysokości lub grubości drewnianej części konstrukcyjnej 3. Oczywiście możliwe jest również wykonanie, przy którym ta szczelina 8, patrząc w jej płaszczyźnie, nie jest wykonana przelotowo, ale praktycznie jest otworem o przekroju prostokątnym od strony czołowej drewnianej części konstrukcyjnej 3, w który wsuwa się płytę węzłową 4. Przy drewnianej części konstrukcyjnej 3 tylko na podstawie wstawionych elementów łączących 1 rozpoznaje się, że nastąpiło połączenie z płytą węzłową, a mianowicie dlatego, że szczelina 8 i przez to również płyta węzłowa 4 nie sąjuż widoczne z zewnątrz.

W przypadku konstrukcji pokazanej na fig. 2 drewniane części konstrukcyjne 17,18 i 19 są ze sobą połączone przez płyty węzłowe 4 mające zasadniczo kształt litery V. W ten sposób można utworzyć pewnego rodzaju szkielet drewniany, przy czym do wzajemnego łączenia wykorzystuje się płyty węzłowe 4 i elementy łączące 1. Również tu przy końcach drewnianych części konstrukcyjnych 18 i 19 wykonane są szczeliny 8, w które można wsunąć płyty węzłowe 4. W drewnianej części konstrukcyjnej 17 są również wykonane szczeliny 8, w które wprowadzony jest pewnego rodzaju środnik obu płyt węzłowych 4 skierowanych do siebie pod kątem ostrym. Elementy łączące 1są wprowadzone w otwory 9, wykonane zarówno w drewnianych częściach konstrukcyjnych 17, 18, 19 jak i w płytach węzłowych 4, przez co również powstaje dokładnie pasowane połączenie. Oczywiście przy takiej konstrukcji można również przewidzieć już fabryczne wykonanie otworów 9 w drewnianych częściach konstrukcyjnych 17,18 i 19, przy czym trzeba wtedy jedynie wykonać jeszcze za pomocą elementów łączących według wynalazku otwory w płytach węzłowych 4. Przy takim wykonaniu wiertło 11 elementu łączącego 1 według wynalazku musi przechodzić przez dwie usytuowane w odstępie od siebie płyty węzłowe 4. Szczególne znaczenie ma zatem to, że elementy łączące i otwory są dokładnie dopasowane do siebie, co można osiągnąć tylko według wynalazku, to znaczy kiedy element łączący sam wierci otwór, w którym służy on do przenoszenia siły.

Na fig.4 pokazano praktycznie przekrój gotowego połączenia w wykonaniu według fig. 1. Widać tu również, że długość całego elementu łączącego 1musi być wykonana jako równa lub krótsza niż grubość drewnianej części konstrukcyjnej mierząc w kierunku osiowym elementu łączącego 1. Pokazano również, że przez zmniejszoną średnicę odcinka 14i wykonane w trzonie 10 dodatkowo rowki 13 na wióry powstaje stosunkowo duża przestrzeń do przyjmowania wiórów z wiercenia. Gdyby elementy łączące 1były krótsze, wówczas trzeba zwrócić uwagę na to, aby wiertło 11 przewierciło płytę węzłową 4 zanim gwint 15 usytuowany przy tylnym końcu elementu łączącego 1 wejdzie w otwór. Przez bardzo mały posuw wiercenia w płycie węzłowej 4 zostaje zakłócony uchwyt służący do przytrzymywania w obszarze gwintu, ponieważ drewno w obszarze posuwu wiercenia jest całkowicie usunięte.

Na fig. 5 pokazano przestawiony z osiowym odstępem względem wiertła 11 dalszy odcinek wiercący 20 wiertła, który ma średnicę większą niż pierwsze wiertło 11. Dzięki temu otwór można wiercić stopniowo, przy czym rozwiązanie takie jest celowe właśnie wtedy, gdy należy osadzić element łączący o większej średnicy D4. Za dalszym odcinkiem wiercącym 20 wiertła następuje tu prętowy trzon 10 o średnicy D4, przy czym średnica D4 tego trzonu 10 może być nieco mniejsza niż średnica dalszego odcinka wiercącym 20 wiertła. Rozwiązanie takie powoduje, że tarcie pomiędzy elementem łączącym 1a otworem 9 nie jest zbyt duże, tak że wiercenie aż do ostatecznego osadzenia elementu łączącego można zakończyć bez zbyt silnego zwiększenia momentu obrotowego. W ramach wynalazku również przewidziane są więcej niż dwa stopnie odcinków wiertła o różnych średnicach, co może być wykonane w zależności od odpowiedniej średnicy D4 trzonu 10.

Na fig. 6-8 pokazano, że można stosować najróżniejsze odmiany wykonania elementów łączących i że można w odpowiedni sposób łączyć ze sobą odcinki 14 o zmniejszonej średnicy, rowki 13 na wióry lub inne postacie wykonania. Przy wykonaniu według fig. 6-8 przewidziano ponadto, że przy oddalonym od wiertła 11 końcu trzonu 10 wykonane jest rozszerzenie 21w kształcie ściętego stożka. Obszar końcowy ścianki otworu zostaje tu jeszcze odpowiednio zgęszczony, przez co unika się wystrzępienia odpowiednich wiórów przy powierzchni drewnianej części konstrukcyjnej 3. Ponadto przy takich rozwiązaniach przewidziany jest uchwyt narzędziowy 12 w postaci uchwytu wewnętrznego, przy czym taki uchwyt wewnętrzny może być również wykonany jako pewnego rodzaju nacięcie pod wkrętak.

PL 195 802 B1

W wykonaniu z fig. 9 przewidziany jest uchwyt narzędziowy 16 w postaci uchwytu zewnętrznego, przy czym należy tu oczywiście zwrócić uwagę na to, że musi być przenoszony odpowiedni moment obrotowy i że również wolny koniec z uchwytem narzędziowym 16 powinien być zagłębiony w drewnianej części konstrukcyjnej 3. Dlatego potrzebne jest również odpowiednie dopasowanie do narzędzia.

Figura 9 przedstawia ponadto takie wykonanie elementu łączącego 1, które ma na powierzchni jedno lub kilka wzniesień 22, które po ostatecznym osadzeniu elementu łączącego 1 muszą być usytuowane w obszarze drewnianej części konstrukcyjnej lub też w obszarze płyty węzłowej 4. Przy takim rozwiązaniu zapewnione jest również zabezpieczenie przed obrotem i przesunięciem.

Wykonania według fig. 10 i 11 pokazują, że za pomocą płyty węzłowej 4 można łączyć ze sobą nie tylko stykające się pod kątem prostym drewniane części konstrukcyjne lub stykające się ze sobą kratownicowo drewniane części konstrukcyjne, ale również drewniane części konstrukcyjne 23, 24 stykające się doczołowo. W takim przypadku przewiduje się dwie odchodzące w przeciwnych kierunkach od płyty poprzecznej 25 płyty węzłowe 4, które wchodzą w odpowiednie szczeliny w końcach drewnianych części konstrukcyjnych 23, 24. Możliwe jest przy tym również, że obie drewniane części konstrukcyjne 23, 24, jak pokazano na fig. 11, łączą się ze sobą pod kątem rozwartym, przy czym istnieje również możliwość, że płyty węzłowe 4 są usytuowane pod odpowiednim kątem względem siebie lub względem pośredniej płyty 25. Połączenie następuje tu za pomocą elementów łączących 1 według wynalazku, które przewiercają otwory w drewnianych częściach konstrukcyjnych 23, 24 i w płytach węzłowych 4, a potem same tworzą połączenie.

Element łączący 1 ma uchwyt narzędziowy 12 lub 16 w postaci uchwytu wewnętrznego lub zewnętrznego. W ramach wynalazku możliwe jest wyposażenie elementu łączącego 1w łeb taki sam jak w przypadku śruby, przy czym łeb ten ma odpowiedni uchwyt wewnętrzny lub zewnętrzny. Przy takiej konstrukcji trzeba jednak uwzględniać to, że element łączący od strony wprowadzania może być całkowicie zagłębiony, ponieważ łeb odpowiednio wystaje poza średnicę trzonu 10.

Element łączący 1 może być przykładowo również wykonany z materiału nierdzewnego, przy czym odcinek wiertła w takim przypadku wykonuje się jako hartowany dla niezbędnej operacji wiercenia. Możliwe jest również przyspawanie wiertła lub stosowanie odpowiedniej płytki wiercącej, np. ze stali węglowej.

W powyższym opisie przyjęto również, że stosuje się płytę węzłową z metalu, np. ze stali lub z aluminium. Przy odpowiedniej wytrzymałości materiału jest również możliwe stosowanie płyty węzłowej z tworzywa sztucznego, przy czym w takiej konstrukcji można oczywiście stosować również sposób według wynalazku i element łączący według wynalazku.

Claims (14)

1. Element łączący do łączenia co najmniej dwóch drewnianych części konstrukcyjnych i płyty węzłowej, która jest wykonana z metalu i wprowadzana w jedną lub więcej szczelin drewnianych części konstrukcyjnych i połączona prętowym trzonem, znamienny tym, że prętowy trzon (10) co najmniej przy jednym swoim końcu ma wiertło (11), a przy swym drugim końcu ma uchwyt narzędziowy (12, 16) do napędzania obrotowego, przy czym średnica (D2) trzonu (10) co najmniej na jednej lub na kilku obszarach częściowych jego długości odpowiada przynajmniej w przybliżeniu średnicy (D1) wiertła (11), a ponadto na trzonie (10) przy końcu przeciwległym względem wiertła (11) wykonane są elementy blokady przesunięcia osiowego w stanie osadzonym.

2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że na wiertle (11) i korzystnie na połączonym z wiertłem (11) odcinku prętowego trzonu (10) wykonany jest jeden lub więcej rowków (13) do odprowadzania wiórów.

3. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że bezpośrednio do wiertła (11) dołączony jest odcinek (14) o średnicy (D3) mniejszej niż średnica wiertła (11).

4. Element według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że na prętowym trzonie (10) z przestawieniem względem wiertła (11) o pewien odstęp osiowy wykonany jest dalszy odcinek wiercący (20) o średnicy wiercenia powiększonej w porównaniu z pierwszym wiertłem (11).

5. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że na większości długości lub na całej długości prętowego trzonu (10) jest wykonany jeden lub więcej rowków (13) na wióry.

PL 195 802 B1

6. Element według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że co najmniej na jednym częściowym obszarze długości prętowego trzonu (10) umieszczony jest gwint (15) lub struktura podobna do gwintu.

7. Element według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że co najmniej na obszarze częściowym długości prętowego trzonu (10) umieszczona jest uszorstniona powierzchnia, radełkowanie, albo wykonane są wzniesienia lub zagłębienia.

8. Element łączący według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że oddalony od wiertła (11) koniec prętowego trzonu (10) jest wykonany jako rozszerzony na kształt ściętego stożka.

9. Element według zastrz. 3, znamienny tym, że na następującym po odcinku (14) o zmniejszonej średnicy (D3), która w przybliżeniu jest dopasowana do średnicy (D1) wiercenia, odcinku prętowego trzonu (10) wykonany jest jeden lub kilka rowków (13) na wióry.

10. Element według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że uchwyt narzędziowy jest wykonany jako uchwyt wewnętrzny (12).

11. Element według zastrz. 10, znamienny tym, że uchwyt narzędziowy jest wykonany jako uchwyt zewnętrzny (16).

12. Element według zastrz. 4, znamienny tym, że za odcinkiem wiercącym (20) wiertła o średnicy powiększonej względem pierwszego wiertła (11) na prętowym trzonie (10) jest zasadniczo cylindryczny odcinek o średnicy (D4) nieco mniejszej w porównaniu z odcinkiem wiercącym (20) wiertła.

13. Element według zastrz. 9, znamienny tym, że jeden lub więcej rowków (13) na wióry przebiega wzdłuż linii śrubowej.

14. Element według zastrz. 9, znamienny tym, że jeden lub więcej rowków (13) na wióry przebiega równolegle do osi.