RU144141U1

RU144141U1 - JOINT FOR THE LENGTH OF THE BITS OF LOGS AND BARS

Info

Publication number: RU144141U1
Application number: RU2014103323/13U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Степанович Воякин; Евгений Анатольевич Воякин; Александр Александрович Кузьменко; Надежда Анатольевна Савченкова; Светлана Сергеевна Кузнецова; Елена Сергеевна Пакина
Priority date: 2014-02-03
Filing date: 2014-02-03
Publication date: 2014-08-10

Abstract

Соединение по длине торцевых отрезков бревен и брусьев, содержащее на торцах соединяемых отрезков стыковочные поверхности в виде зубчатого шипового соединения, выполненные с возможностью их стыковки на клею, отличающееся тем, что внутри стыкуемых отрезков по их оси выполнено центральное отверстие, соединяющее между собой сформированные в отрезках продольные полости, в которые вставлена шпилька, на концы которой в одной из полостей установлены гайка и шайба, а в другой полости между двумя шайбами установлена тарированная пружина сжатия, запертая гайкой.The joint along the length of the end segments of logs and beams, containing at the ends of the joined segments connecting surfaces in the form of a spiked tooth connection made with the possibility of joining them with glue, characterized in that a central hole is made inside the joined segments along their axis, connecting the sections formed between them longitudinal cavities in which a stud is inserted, at the ends of which a nut and a washer are installed in one of the cavities, and a calibrated compression spring is installed between the two washers in the other cavity locked with a nut.

Description

Предложение относится к деревообработке и строительству, в частности - к промышленному деревянному домостроению с использованием бревен (в том числе и оцилиндрованных) и брусьев. Порядок изготовления брусовых и бревенчатых домов подробно изложен в [Крейндлин Л.Н. Столярные, плотничные и паркетные работы. М., Высшая школа, 1989, Глава X1], где подробно описан процесс изготовления деревянного дома, в т.ч. и способы стыковки бревен и брусьев по длине.The proposal relates to woodworking and construction, in particular - to industrial wooden housing construction using logs (including logs) and beams. The procedure for manufacturing timber and log houses is described in detail in [Kreindlin L.N. Joinery, carpentry and parquet work. M., Higher School, 1989, Chapter X1], which describes in detail the manufacturing process of a wooden house, including and methods for joining logs and beams along the length.

Для деревянного домостроения используются стандартные бревна и брусья длиной 6 м. Однако номенклатура деталей дома по длине достаточно широка - от 2 до 10 и более м. В производственных условиях при расторцовке бревен и брусьев на детали образуется значительное количество торцовых отрезков длиной 1-1,5 м, не используемых при дальнейшем изготовлении элементов домов и идущих, как правило, на дрова, что экономически и экологически нецелесообразно. На настоящий момент отсутствуют технологии рационального использования таких отрезков для домостроения.For wooden housing construction, standard logs and beams of 6 m length are used. However, the nomenclature of house parts along the length is quite wide - from 2 to 10 m or more. In production conditions, when logs and beams are unbuttoned, a significant number of end sections of 1-1.5 length are formed on the part m, not used in the further manufacture of house elements and going, as a rule, to firewood, which is economically and environmentally inappropriate. At the moment, there are no technologies for the rational use of such segments for housing construction.

Существует ряд видов технологии соединения деталей из древесины по длине (сращивание) [Прохоров В.А. Оборудование для клеильно-сборочных работ. М., Лесн. пром-сть, 1966, с. 66-69]: торцовое, на «ус», ступенчатое и зубчатое - ближайший аналог.There are a number of types of technology for joining wood parts along the length (splicing) [Prokhorov V.A. Equipment for gluing and assembly work. M., Lesn. industry, 1966, p. 66-69]: face, on the "mustache", step and gear - the closest analogue.

Наиболее прочным является клеевое соединение на зубчатый клиновой шип, применяемое для сращивания брусков окон, дверей и других строительных элементов. Сращиванию по длине на зубчатый шип рекомендуются пиломатериалы в диапазоне толщин 19-85 мм. Это объясняется технологичностью такого соединения, относительно небольшими потерями древесины при зарезке зубчатых шипов, удобством механизации и автоматизации процесса сращивания. В среднем прочность таких брусков составляет: при растяжении вдоль волокон 45-60%, при статическом изгибе 55-70%, при сжатии вдоль волокон 80-95% по сравнению с прочностью брусков из здоровой цельной древесины.The most durable is the adhesive connection to the toothed wedge spike, used for splicing bars of windows, doors and other building elements. Splicing along the length of the toothed spike is recommended lumber in the thickness range 19-85 mm. This is due to the manufacturability of such a connection, the relatively small loss of wood when cutting gear spikes, the convenience of mechanization and automation of the splice process. On average, the strength of such bars is: when stretched along the fibers of 45-60%, with a static bend of 55-70%, when compressed along the fibers of 80-95% compared with the strength of the bars of healthy solid wood.

Известно, что детали из древесины, стыкованные на зубчатый шип, применяют в основном в изделиях, не несущих значительной силовой нагрузки на растяжение и изгиб. Для бревен и брусьев для домостроения, погрузка, транспортировка и монтаж которых осуществляется с помощью крана, такой вид соединения даже на длинные шипы (35-50 мм) оказывается недостаточно прочным, что приводит к его разрушению, особенно если шиповое соединение приходится на зону ближе к середине длины бревна или бруса.It is known that parts made of wood, docked on a gear spike, are mainly used in products that do not carry significant tensile and bending power loads. For logs and beams for house building, loading, transportation and installation of which is carried out using a crane, this type of connection even on long spikes (35-50 mm) is not strong enough, which leads to its destruction, especially if the spike connection falls on the zone closer to mid-length of a log or beam.

Как следует из анализа состояния вопроса, в деревообработке нет технологий сращивания по длине бревен и брусьев размерами в сечении по толщине более 150 мм, применяемых в деревянном домостроении.As follows from the analysis of the state of the issue, in woodworking there are no technologies for splicing along the length of logs and beams with dimensions in section over a thickness of more than 150 mm used in wooden housing construction.

В качестве аналога принято соединение по длине, содержащее на торцах отрезков состыкованные поверхности в виде зубчатого шипового соединения, выполненные с возможностью их стыковки на клею с последующей осевой опрессовкой.As an analog, a joint along the length is adopted, containing at the ends of the segments docked surfaces in the form of a spiked toothed joint made with the possibility of joining them with glue followed by axial crimping.

Задачей предложенного решения является повышение прочности зубчатого шипового соединения по длине торцовых отрезков и усиления его несущей силовой способности, за счет дополнительной их стяжки при сборке соединения в осевом направлении с помощью металлической шпильки с тарированной пружиной сжатия.The objective of the proposed solution is to increase the strength of the toothed spike connection along the length of the end segments and to strengthen its load-bearing strength, due to their additional tie during assembly of the connection in the axial direction using a metal stud with a calibrated compression spring.

Известно устройство под названием «Пружинный болт» [www.springbolt.ru], предназначенное для стягивания между собой бревен смежных венцов, превращая стену дома в единую систему за счет использования усилия пружины для компенсации щелей вследствие усадки дома из-за усушки бревен - ближайший аналог. Однако для целей соединения отрезков бревен по длине такое устройство не подходит по следующим причинам. Крепежным элементом устройства является глухарь - длинный шуруп с шестигранной головкой. Во-первых, ввертывая глухарь по оси бревна, мы попадаем в сердцевину дерева, обладающую рыхлой структурой, неспособной воспринимать нагрузку «на выдергивание шурупов». Во вторых, чтобы вставить глухарь в полость отрезка бревна, эту полость необходимо выполнить значительных размеров, поскольку длина глухаря для наших целей составляет не менее 280 мм, а это заметно ослабит конструкцию соединения.A device is known under the name "Spring Bolt" [www.springbolt.ru], designed to tighten logs of adjacent crowns together, turning the wall of the house into a single system by using spring force to compensate for cracks due to shrinkage of the house due to shrinkage of logs - the closest analogue . However, for the purpose of connecting the lengths of logs, such a device is not suitable for the following reasons. The fixing element of the device is a wood grouse - a long screw with a hex head. First, screwing the capercaillie along the axis of the log, we find ourselves in the core of the tree, which has a loose structure, unable to absorb the load "pulling screws." Secondly, in order to insert a capercaillie into the cavity of a log segment, this cavity must be made of considerable size, since the capercaillie length for our purposes is at least 280 mm, and this will noticeably weaken the joint structure.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в соединении по длине отрезков бревен и брусьев для деталей домостроения, включающем создание на торцах соединяемых отрезков стыковочных поверхностей в виде зубчатого шипового соединения с последующей их стыковкой на клею, внутри стыкуемых отрезков по их оси сформированы продольные полости, сообщающиеся центральным отверстием, в которые вставлены шпилька, на одном конце которой между двумя шайбами установлена тарированная пружина сжатия, запертая гайкой, а на другом - шайба с гайкой.The solution to this problem is ensured by the fact that in the joint along the length of the segments of logs and beams for housebuilding parts, including the creation on the ends of the connected segments of the connecting surfaces in the form of a spiked tooth connection with their subsequent joining on the adhesive, longitudinal cavities are formed along the axis along the axis of the connected sections a central hole into which a stud is inserted, at one end of which a tared compression spring is installed, locked with a nut, between two washers, and a washer and nut at the other.

На фиг. 1 представлена конструкция соединения. По каждому торцу сращиваемых отрезков бревен 1 и 2 выполнены вертикальные зубчатые клиновые шипы 3, смещенные относительно друг друга на половину шага зубчатого соединения с последующим нанесением на них клея. В каждом из отрезков бревен со стороны шипового соединения выполнены полости: в одном - узкая полость 4, в другом - широкая полость 5, а также осевое отверстие 6. В отверстие 6 вставляется шпилька 7. В узкую полость 4 закладывается шайба 8 с большой опорной поверхностью для исключения скалывания древесины вдоль волокон и на шпильку 8 навинчивается гайка 9. Далее отрезки бревна сжимаются торцами. В полость 5 на противоположный конец шпильки насаживается тарированная пружина сжатия 10, установленная между двумя шайбами 11 и запирается гайкой 12.In FIG. 1 shows the design of the connection. On each end of the fused segments of the logs 1 and 2 there are vertical toothed wedge spikes 3 displaced relative to each other by half a pitch of the toothed connection, followed by applying glue to them. Cavities are made in each of the log segments from the tongue-and-groove side: in one - a narrow cavity 4, in the other - a wide cavity 5, and also an axial hole 6. A pin 7 is inserted into the hole 6. A washer 8 with a large supporting surface is inserted into the narrow cavity 4 to prevent chipping of wood along the fibers and a nut 8, a nut 9 is screwed on. Further, the pieces of the log are compressed by the ends. In the cavity 5, a calibrated compression spring 10 is inserted between the two washers 11 and is locked with a nut 12 on the opposite end of the stud.

Соединение работает следующим образом. При навертывании на шпильку 8 гайки 11 с каждым ее оборотом пружина 10 плавно деформируется, сжимая между собой отрезки бревен. Через усадку пружины по графику ее жесткости задается в рекомендуемых пределах усилие прессования в клеевом стыке отрезков бревен. В последующем соединение шпилькой будет обеспечивать наряду с зубчатым клиновым соединением дополнительное сопротивление сращенного бревна нагрузке на изгиб и растяжение.The connection works as follows. When screwing the nut 11 onto the stud 8 with each of its turns, the spring 10 gradually deforms, squeezing the segments of the logs together. Through the shrinkage of the spring according to the schedule of its stiffness, the pressing force in the glue joint of the log segments is set within the recommended limits. Subsequently, the connection with a stud will provide, along with the wedge-shaped toothed connection, additional resistance of the jointed log to the bending and tensile loads.

Все металлические элементы соединения выполняются для исключения ржавления оцинкованными, а выбранные в бревнах полости после полимеризации клея заполняются контрастным герметиком, предупреждающим рабочих о невозможности обработки бревна режущим инструментом в этой зоне.All metal elements of the connection are made to prevent rusting by galvanizing, and the cavities selected in the logs after polymerization of the glue are filled with contrasting sealant, warning workers about the impossibility of processing the log with a cutting tool in this zone.

Таким образом, заявляемое решение позволяет соединять по длине отрезки бревен и брусьев толщиной 150 мм и более при повышении прочности соединения на изгиб и растяжение.Thus, the claimed solution allows you to connect along the lengths of the segments of logs and beams with a thickness of 150 mm or more while increasing the strength of the joints in bending and tension.

Claims

The joint along the length of the end segments of logs and beams, containing at the ends of the joined segments connecting surfaces in the form of a spiked tooth connection made with the possibility of joining them with glue, characterized in that a central hole is made inside the joined segments along their axis, connecting the sections formed between them longitudinal cavities in which a stud is inserted, at the ends of which a nut and a washer are installed in one of the cavities, and a calibrated compression spring is installed between the two washers in the other cavity locked with a nut.