SE538233C2 - Skarvsystem och förfarande för att åstadkomma ett skarvsystem - Google Patents

Abstract

SAMMANDRAG Detta dokument beskriver ett fbrfarande fOr tillverkning av ett skarvsystem innefattande forsta och andra delar (1, 2) bildade av tra eller trabaserat material. Delarna sammanfogas i ett ande-mot-ande-forhallande langs en langsgaende riktning (L) medelst en fingerskarv (3). Ett andparti hos den forsta delen (1) uppvisar ett flertal parallella raka fingerliknande utsprang (31), vilka trader in i och griper in med ett flertal komplementara parallella raka spar (32) astadkomna mellan utsprang (31) hos den andra delen. Ett plan (Pt) innefattande vasentligen hela langden av vane utsprangsspets (312), och/eller ett plan (Pn) innefattande vasentligen hela langden av vane sp6rbotten (321), stracker sig med en vinkel (a) annan an en rat vinkel mot den langsgaende riktningen (L).

Description

SKARVSYSTEM OCH FORFARANDE FOR ATT ASTADKOMMA ETT SKARVSYSTEM Tekniskt omrade Rireliggande beskrivning hanfer sig till ett skarvsystem och till ett forfarande fOr all bilda ett sadant skarvsystem.

Skarvsystemet som beskrivs han finner sarskilt tillampning vid sammanfogning av tra eller trabaserade material, daribland laminerade tra 10 och trabaserade material, sasom material av limtratyp.

Bakgrund I manga tillampningar är det Onskvart aft sammanfoga plankandar av trastycken, timmer, skivor, stolpar, balkar och/eller plankor for att 6' stadkomma langre enheter.

Ett koncept for sadan sammanfogning ar kant som "fingerskarvar" och beskrivs i t.ex. US3388020A och US3262723A.

I praktiken uppvisar trastycken som ska sammanfogas medelst en fingerskarv en huvudriktning som ar approximativt parallell med en fiberriktning hos traet och ett vasentligen rektangulart tvarsnitt. Varje trastycke uppvisar salunda ett fOrsta par parallella och motstaende sidoytor och ett andra par parallella och motstaende sidoytor. Sidoytorna ar vasentligen parallella med huvudriktningen. De forsta och andra paren av ytorna ar inbordes vinkelrata relativt varandra. Varje trastycke uppvisar aven en andyta som ar parallell med tvarsnittet och vinkelrat mot 'Dada paren av sidoytor.

En traditionell fingerskarv kanns igen som ett kam- oiler sagtandsliknande monster med vaxelvisa utsprang och spar hos en av sidoytorna, kallad den forsta sidoytan. Della monster stracker sig genom hela trastycket vinkelratt fran sidoytan. Sett fran den narliggande sidoytan, dvs. en av de andra sidoytorna uppfattas fingerskarven i allmanhet som en rak skarv som stracker sig vinkelratt genom trastycket. 1 Konventionella fingerskarvar har utsprang och spar som stracker sig parallellt med varandra och tvargaende med rata vinklar mot tva parallella sidovaggar i timret eller plankan.

Det finns en allman onskan att ytterligare Oka hallfastheten hos fingerskarvar. Ett koncept for att Oka hallfastheten beskrivs i US3692340A. Ytterligare ett annat koncept beskrivs i US2003026955A.

Sammanfattning Ett syfte med fOreliggande beskrivning ar att astadkomma en forbattrad skarv for tra och trabaserade material.

Uppfinningen definieras av det bifogade sjalvstandiga kravet. UtfOringsformer framgar av de osjalvstandiga kraven, i foljande beskrivning och av de bifogade ritningarna.

Enligt en aspekt astadkoms ett forfarande for framstallning av ett skarvsystem. Forfarandet innefattar att astadkomma en fOrsta del bildad av tra eller trabaserat material och bilda ett flertal parallella raka spar, vilka loper tvars Over ett andparti hos den forsta delen, varigenom ett flertal parallella raka fingerliknande utsprang bildas. Forfarandet innefattar vidare att bilda sparen sa att ett plan innefattande vasentligen hela langden av varje utsprangsspets, eller ett plan innefattande vasentligen hela langden av varje sparbotten stracker sig med en vinkel annan an en rat vinkel mot den langsgaende riktningen.

Forfarandet innefattar att astadkomma en andra del bildad av tra eller trabaserat material, bilda ett flertal parallella raka spar, vilka loper langs ett andparti hos den andra delen, varigenom ett flertal parallella raka fingerliknande utsprang bildas, och sammanfoga de forsta och andra delarna genom att bringa utsprangen hos den forsta delen att trada in i och gripa in med sparen hos den andra delen och vice versa. I detta forfarande kan sparen hos den andra delen bildas sa att ett plan innefattande vasentligen hela langden av varje utsprangsspets, eller ett plan innefattande vasentligen hela langden av varje sparbotten, stacker sig med en vinkel annan an en rat vinkel mot den langsgaende riktningen. 2 FOrfarandet innefattar att bilda ett andplan vid andpartiet hos den forsta och/eller andra delen med en vinkel annan an en rat vinkel mot den langsgaende riktningen och darefter bilda sparen i andplanet. Sadant bildande kan inkludera en skaroperation som utfors under en fOrflyttning av skarverktyget i en riktning parallell med andplanet.

Andplanet kan bildas fore bildandet av sparen.

FOrfarandet kan vidare innefatta aft astadkomma den fOrsta delen genom att anordna forsta och andra laminerade materialstycken sa att det andra materialstycket stracker sig langre an det farsta materialstycket med en langd vasentligen motsvarande T * tan(a), dar T är tjockleken av det andra materialstycket, och darefter skara den forsta delen langs ett skarplan vilket vasentligen tangerar ett andparti hos den forsta delen vid en linje direkt narliggande den andra delen.

Foljaktligen kan fOrlusten av material red uceras vid sammanfogning av 15 andar av sa kallade limtramaterial.

En langsgaende riktning kan vara en riktning med huvudsaklig forlangning av delarna. For delar som har ett rektangulart eller kvadratiskt tvarsnitt kan den langsgaende riktningen vara parallell med sidoytorna hos delarna.

Ett "trabaserat material" ska forstas som ett material innefattande trafiber. Sadana material kan ha anisotropiska hallfasthetsegenskaper, som skulle vara fallet dar materialet uppvisar en huvudsaklig fiberriktning, vilken är vasentligen parallell med den langsgaende riktningen.

Genom att minska vinkeln av planet(n) mot den langsgaende riktningen kan den effektiva kontaktytan mellan utsprangen och sparen Okas vilket astadkommer en mer hallfast skarv.

Uppfinningen ar tillampbar bade vid sammanfogning ande-mot-ande av tra- och limtramaterial for att astadkomma balkar, plankor eller stolpar som är langre an de individuella materialstyckena som bildar balken eller stolpen.

Uppfinningen är ocksa tillampbar vid sammanfogning av andar av ett materialstycke, fran vilket en sektion har skurits bort, som skulle vara fallet vid avlagsnande av till exempel ett parti som har en defekt, sasom en kvist eller spricka eller annan svag punkt. 3 FOljaktligen kan ett trastycke, skivor av trastycken, stolpe, balk eller planka 6stadkommas som uppvisar ett skarvsystem som beskrivs hari. Uppfinningen finner sarskilt tillampning vid sammanfogning av tra och trabaserade material till langstrackta konstruktioner, sasom balkar, stolpar, 5 plankor, ribbor eller lister, vilka har en huvudsaklig riktning som stracker sig langs den langsg6ende riktningen.

I de fiesta tillampningar betyder detta planet(n) kommer att stracka sig med en vinkel annan an en rat vinkel mot minst en sidoyta hos delarna, eller mot ett par motsthende sidoytor.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 är en schematisk perspektivvy av ett par sammanfogade stycken 1, 2 av trabaserat material.

Fig. 2 är en schematisk sidovy av paret sammanfogade stycken 1, 2 av trabaserat material i Fig. 1.

Fig. 3 är en schematisk vy ovanifran av ett andparti av ett stycke 1 av trabaserat material.

Fig. 4 är en schematisk vy ovanifr6n av ett par andpartier 1, 2 i ett 20 nastan samnnanfogat tillst6nd.

Fig. 5 är en schematisk perspektivvy av ett par sammanfogade stycken 1', 2' av laminerat material.

Fig. 6 är en schematisk perspektivvy av ett par sammanfogade stycken 1", 2" av laminerat material.

Fig. 7a-7d illustrerar schematiskt ett forfarande for framstallning av en fingerskarv.

Fig. 8 är en schematisk sidovy av ett laminerat materialstycke. Fig. 9 är en graf som visar testresultat av utforingsformer enligt foreliggande beskrivning.

Detaljerad beskrivning 4 Fig. 1 är en schematisk tredimensionell vy av ett par tillsammans sammanfogade materialstycken 1, 2. Fig. 1 illustrerar ocksa koordinatsystemet som kommer anvandas i beskrivningen nedan.

Sasom framgar av Fig. 1 har materialstyckena 1, 2 sammanfogats med en sa kallad fingerskarv 3. Materialstyckena 1, 2 uppvisar en respektive huvudsidoyta 11a, lib; 21a, 21b och en respektive bisidoyta 12a, 12b; 22a, 22b.

Materialstyckena 1, 2 sammanfogas fOr att bilda en gemensam del som stracker sig langs en langsgaende riktning L.

Materialstyckena kan ha ett vasentligen rektangulart eller kvadratiskt tvarsnitt, valbart med rundade hOrn. Andra tvarsnitt ar mojliga, sasom cirkulara, elliptiska, prismatiska, polygonala, etc., tvarsnittet kan vara vasentligen konstant langs den langsgaende riktningen L.

Med hanvisning till Fig. 2 noteras det att skarven 3 uppvisar en 15 skarvvinkel a, som ar mindre an 900 relativt huvudsidoytan 11a, 21a.

Med hanvisning till Fig. 3 uppvisar ett andparti hos den forsta delen 1 ett flertal vaxelvis anordnade fingerliknande utsprang 31 och spar 32. Utsprangen 31 uppvisar en respektive sidoyta 311, 313 och en spetsyta 312. Vid botten av vane spar 32 finns en sparbottenyta 321.

Utsprangen 31 bildar parallella asar mellan vilka parallella spar bildas.

Utsprangen 31 kan bildas sa att alla utsprang stracker sig vasentligen lika langt i den langsgaende riktningen L sa att spetsarna eller spetsytorna 312 definierar ett gemensamt spetsplan Pt.

Sparen 32 kan vara vasentligen lika djupa i den langsgaende riktningen L sa att sparbottenytorna 321 ocksa definierar ett gemensamt sparplan Pn.

I utfOringsformen som visas i Fig. 3 är spetsplanet Pt och sparplanet Pn vasentligen parallella och stracker sig med en skarvvinkel a relativt mot huvudytan 1 1 a, 21a (och den langsgaende riktningen L), vilken är mindre an 90°. Dessutom an planen Pt, Pn vasentligen vinkelrata mot bisidoytan 12a, 22a.

Skarvvinkeln a kan vara 80° eller mindre, 70° eller mindre, 60° eller mindre, 50°, 45° eller mindre, 40° eller mindre, eller 30° eller mindre mot huvudytan 11a, 21a. Dessutom kan skarvvinkeln a vara 0 eller mer, 20° eller mer, 30° eller mer eller 40° eller mer mot huvudytan 11a, 21a.

I sarskilda utforingsformer kan skarvvinkeln a vara i storleksordningen 0-0, 0-0 eller 0-700 .

Utsprangen 31 är vidare utformade, som är konventionellt, med avseende pa spardjup Dn, spetsbredd Wt, sparbottenbredd Wn och sidovinkel b.

Fig. 4 illustrerar schematiskt sammanfogningen av en forsta 1 och en andra 2 del tangs den langsgaende riktningen L. I samband med sammanfogningen kan ett lim astadkommas pa sidoytorna 311, 313 av asarna och sparen och valbart ocksa pa spetsen och bottenytorna 312, 321.

Delarna kan tvingas mot varandra medan limmet aktiveras. Aktivering av limmet kan uppnas genom t.ex. straining, uppvarmning eller vibrationer.

Fig. 5 illustrerar schematiskt sammanfogningen av ett par laminerade delar 1', 2'. I denna utfOringsform har materialstycken 13a, 13b, 13c, 13d som ska lamineras sina laminerade huvudytor mot varandra. Fingerskarven 3 astadkonns sa att skarvvinkeln a stracker sig med en vinkel a annan an en rat vinkel mot huvudytorna hos materialstyckena 13a, 13b, 13c, 13d och med en rat vinkel mot biytorna hos materialstyckena 13a, 13b, 13c, 13d.

Fig. 6 illustrerar schematiskt sammanfogningen av ett par laminerade delar 1", 2". I denna ufforingsform har materialstycken 13a', 13b', 13c', 13d' som ska lamineras sina laminerade huvudytor mot varandra. Fingerskarven 3 astadkoms sa aft skarvvinkeln a stacker sig med en vinkel a annan an en rat vinkel mot biytorna av materialstyckena 13a', 13b', 13c', 13d' och med en rat vinkel mot huvudytorna hos materialstyckena 13a', 13b', 13c', 13d'.

Med hanvisning till Fig. 7a-7d kan en skarv 3 som beskrivs hari frannstallas enligt foljande.

Sasom visas i Fig. 7a astadkoms ett par delar 1, 2 som ska sammanfogas.

Delarna 1, 2 kan vara i formen av relativt korta materialstycken, t.ex. i storleksordningen 0,5-2 m i langd eller relativt langa materialstycken, t.ex. i storleksordningen 2-5 m i langd. 6 Sasom visas i Fig. 7b, skars en del av andpartiet av vane del 1, 2 bait, sá att andplanen 30 8stadkoms, vilka uppvisar en vinkel a motsvarande skarvvinkeln hos fingerskarven som ska framstallas.

Sasom visas i Fig. 7c bildas sedan spar 32 i andytorna 30. Sparen kan 5 bildas genom en skaroperation medelst ett flereggat skarverktyg (ej visat), vilket bringas att rora sig langs andplanet dvs. linjart langs en bana vilken utgOr vinkeln a relativt mot den langsgaende riktningen.

Efter bildande av sparen kan lirn appliceras pa alla eller delar av sidoytorna av utsprangen 31 och sparen 32.

Sasom visas i Fig. 7d fors delarna 1,2 samman langs den langsgaende riktningen L och tvingas mot varandra under minst en del av tiden som det tar for limmet att harda.

Medan ovanstaende forfarande är tillampbart for bade mass iva materialstycken (sasom massivt tra) och for laminerade delar (sasom limtra), illustrerar Fig. 8 schematiskt ett forfarande som kan anvandas vid sammanfogningen av laminerade delar.

Som namnts tidigare kan vane laminerad del bildas av ett flertal materialstycken 13a, 13b, 13c, 13d. Materialstyckena kan vara anordnade s8 att ett andra materialstycke 13b stracker sig langre langs den langsgaende riktningen an ett farsta materialstycke 13a med en langd E motsvarande omkring T * tan(a), dar T är en tjocklek av det andra materialstycket 13b. Om den laminerade delen innefattar ytterligare materialstycken 13c, 13d, kan vane efterfoljande materialstycke salunda vara anordnat att skjuta ut fOrbi det fOregaende pa ett liknande satt som det andra materialstycket 13b.

Skaroperationen som diskuteras med avseende pa Fig. 7b ovan kan sedan ufforas langs ett plan som tangerar skarningar mellan andsidan has den fOrsta delen och huvudsidan has den andra delen, sa att vasentligen enbart triangulara pater 14a, 14b, 14c, 14d skars bort.

Fingerskarven 3 kan darmed bildas som beskrivs med avseende pa 30 Fig. 7c-7d.

Med foreliggande uppfinning kan den effektiva limytan okas jamfort med fingerskarvar enligt tidigare kand teknik som har en vinkelrat skarvvinkel. Darmed kommer mangden lim som anvands att Oka. 7 Med hanvisning till Fig. 9, representerar den vanstra stapeln ett 900 skarvplan enligt kand teknik. Mittenstapeln representerar ett 60° skarvplan vilket astadkom en 13 `)/0-ig okning av bojhallfasthet med en 15 %-ig okning av kostnaden for bindemedel. Den hOgra stapeln representerar ett 45° skarvplan vilket astadkom en 49%-ig Okning av bojhallfasthet med en 41%-ig okning av kostnad for bindemedel. 8

Claims (15)

PATENTKRAV

1. Forfarande for framstallning av ett skarvsystem, innefattande aft: astadkomma en forsta del (1) bildad av tra eller trabaserat material, astadkomma en andra del (2) bildad av tra eller trabaserat material, bilda en fingerskarv (3) innefattande ett flertal parallella, raka spar (32), vilka lOper tvars Over ett andparti hos den forsta delen (1), varigenom ett flertal parallella raka fingerliknande utsprang (31) bildas, bilda ett flertal parallella raka spar, vilka toper tvars Over ett andparti 10 hos den andra delen, varigenom ett flertal parallella raka fingerliknande utspr6ng bildas, och sammanfoga de forsta och andra delarna ande-mot-ande langs en langsgaende riktning medelst fingerskarven (3) genom att bringa utsprangen hos den fOrsta delen aft trada in i och gripa in med sparen hos den andra delen och vice versa, varvid sparen bildas sa aft ett plan innefattande vasentligen hela langden av vane fingerspets, och/eller eft plan innefattande vasentligen hela langden av vane sparbotten, stracker sig med en vinkel (a) annan an en rat vinkel mot den langsgaende riktningen (L), k a n n et e ck n a tavatt astadkomma den forsta delen genom att anordna forsta och andra laminerade materialstycken (13a, 13b) sa aft det andra materialstycket (13b), sett i den langsgaende riktningen (L), stracker sig langre an det forsta materialstycket (13a) med en langd (E) vasentligen motsvarande T * tan(a), dar T är tjockleken av det andra materialstycket (13b), och darefter skara den forsta delen langs ett skarplan (Pc) vilket vasentligen tangerar eft andparti hos det forsta materialstycket (13a) vid en linje direkt narliggande det andra materialstycket (13b), sa aft vasentligen enbart triangulara pater (14a, 14b, 14c, 14d) skars bort.

2. Forfarande enligt krav 1, innefattande att: 9 h/eller andra delen, sidoyta has delen och as fore bildandet av z I 1/ Z