SK500102013U1

SK500102013U1 - Finger joint

Info

Publication number: SK500102013U1
Application number: SK50010-2013U
Authority: SK
Inventors: Jozef Rybarik
Original assignee: Jozef Rybarik
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2013-05-03
Also published as: SK6558Y1; WO2014120098A1

Abstract

Finger joint is formed by parallel teeth (2) and grooves (3) formed at the ends of prismatic elements (1) such that the tops (21) of the teeth (2) and/or the bottoms (31) of the grooves (3) lying in the plane (β) parallel to plane (α) that is vertical to longitudinal axis (4) of the prism element (1). It is preferred that the plane (β) to make with the plane (α) an angle (δ) in the range from 10 ° to 80 °.

Description

Zubovitý spojToothed joint

Oblasť technikyTechnical field

Technické riešenie sa týka zubovitého spoja, vhodného najmä na dĺžkové nadstavovanie hranolových prvkov za účelom vytvorenia nekonečných tyčí.The technical solution relates to a toothed joint, particularly suitable for the longitudinal extension of prismatic elements in order to form endless bars.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Na dĺžkové spájanie hranolových prvkov, najmä z dreva, za účelom vytvorenia nekonečných tyčí cestou ich dĺžkového nadstavovania, je všeobecne známe použitie zubovitého spoja, nazývaného tiež cinkový spoj. Jeho všeobecnou výhodou je, že umožňuje výrobu nekonečne dlhých tyčových výrobkov iba z kvalitného materiálu, získavaného výberom z reziva pripraveného z rastového dreva. Výhodou zubovitého spoja je tiež to, že umožňuje na výrobu konštrukčných drevených prvkov efektívne využiť rezivo neštandardných rozmerov, ktoré by inak tvorilo odpad.For the longitudinal joining of prismatic elements, in particular of wood, in order to form endless bars by way of their longitudinal extension, it is generally known to use a toothed joint, also called a tinkle joint. Its general advantage is that it allows the production of infinitely long bar products only from high-quality material obtained by selecting from timber prepared from growth wood. An advantage of the toothed joint is also that it makes it possible to efficiently use timber of non-standard dimensions, which would otherwise be waste, for the production of structural timber elements.

Štandardne používaný zubovitý spoj je charakteristický tým, že na koncoch nadpájaných hranolových prvkov sú vytvorené súbežné zuby a drážky, ktoré do seba navzájom zapadajú. Povrchové plochy zubov a drážok tvoria stykové plochy zubovitého spoja, ktoré sa natrú vhodným lepidlom a zatlačením susediacich hranolových prvkov oproti seba sa po zaschnutí lepidla vytvorí zubovitý spoj. Vrcholy zubov a/alebo dná drážok ležia v rovine kolmej na pozdĺžnu os nadpájaného hranolového prvku. Takáto konštrukcia je v podstate vyhovujúca na výrobu nekonečných lepených lamelových dosiek, používaných na výrobu konštrukčných materiálov s dostatočne veľkou plochou priečneho profilu.The standard toothed connection is characterized in that parallel teeth and grooves are formed at the ends of the soldered prismatic elements, which fit into each other. The surfaces of the teeth and grooves form the contact surfaces of the toothed joint which are coated with a suitable adhesive and pressing the adjacent prismatic elements against each other creates a toothed joint after the adhesive has dried. The teeth peaks and / or groove bottoms lie in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the soldered prism member. Such a construction is substantially suitable for the production of endless glued laminated boards used to produce construction materials with a sufficiently large cross-sectional area.

V prípade výroby nekonečných tyčí majúcich charakter tenkých prútov je klasický zubovitý spoj často nevyhovujúci z pevnostného hľadiska, najmä pri namáhaní výrobku, vyrobeného z takejto nekonečnej tyče, na ohyb. Nakoľko pevnosť lepeného spoja rastie s veľkosťou lepenej plochy, jednou z možností ako zvýšiť pevnosť lepeného spoja je zväčšenie profilu zubovitého spoja. Táto možnosť je limitovaná rozmermi vyrábaného obrobku a tiež konštrukciou rezného nástroja.In the case of the production of thin rods, the classical toothed joint is often unsatisfactory in terms of strength, especially when bending the product made from such a continuous rod. As the bond strength increases with the size of the bonded area, one of the ways to increase the bond strength is to increase the profile of the toothed bond. This possibility is limited by the dimensions of the workpiece being produced and also by the design of the cutting tool.

Riešenie zvýšenia pevnosti zubovitého spoja cestou zväčšenia veľkosti a členitosti stykovej plochy je popísané v americkom patente č. 5,985,415. Podstata riešenia spočíva vo vytvorení veľkého počtu slepých kužeľových dier orientovaných v smere pozdĺžnej osi spájaného hranolového prvku, do ktorých zapadajú kužeľové výstupky vytvorené na protiľahlom konci susediaceho spájaného hranolového prvku. Nepochybne zväčšenie veľkosti stykovej plochy toto riešenie umožní. Problémom sa však javí zložitý, a tým drahý rezný nástroj, ako i vysoké požiadavky na presnosť výroby takých zložitých stykových plôch.A solution for increasing the strength of the toothed joint by increasing the size and articulation of the contact surface is described in U.S. Pat. 5,985,415. The essence of the solution is to provide a plurality of blind tapered holes oriented in the direction of the longitudinal axis of the joining prism element into which the conical projections formed at the opposite end of the adjacent joining prism element fit. Undoubtedly, increasing the size of the contact surface will allow this solution. However, a complex and hence expensive cutting tool, as well as high requirements for the precision of production of such complex contact surfaces, appear to be a problem.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Uvedené nevýhody do značnej miery odstraňuje zubovitý spoj podľa tohto technického riešenia, tvorený súbežnými zubmi a drážkami vytvorenými na koncoch hranolových prvkov, ktorého podstata spočíva v tom, že vrcholy zubov a/alebo dná drážok ležia v rovine rôznobežnej s rovinou kolmou na pozdĺžnu os hranolového prvku, čím sa dosiahne zväčšenie stykovej plochy zubovitého spoja.To a large extent, the toothed joint according to the present invention is formed by parallel teeth and grooves formed at the ends of the prism elements, the principle being that the tooth peaks and / or groove bottoms lie in a plane parallel to the plane perpendicular to the longitudinal axis of the prism element. , thereby increasing the contact area of the toothed joint.

Podstata technického riešenia spočíva tiež v tom, že rovina, v ktorej ležia vrcholy zubov a/alebo dná drážok zviera s rovinou kolmou na pozdĺžnu os hranolového prvku s výhodou uhol v rozsahu 10° až 80°, čo umožní kontinuálnu výrobu nekonečnej tyče na automatizovanej výrobnej linke.The principle of the invention also consists in that the plane in which the tooth peaks and / or groove bottoms lie with the plane perpendicular to the longitudinal axis of the prismatic element is preferably at an angle in the range of 10 ° to 80 °. line.

Výhodou zubovitého spoja podľa technického riešenia je, že v porovnaní s klasickým zubovitým spojom umožňuje podstatné zvýšenie pevnosti nekonečných tyčí pri namáhaní na ohyb, pričom pevnosť spoja je možné regulovať v závislosti od účelu použitia výrobku vyrobeného z takto zhotovenej nekonečnej tyče, a to zvolením vhodného uhla sklonu zubovitého spoja k rovine kolmej na pozdĺžnu os nekonečnej tyče.The advantage of the toothed joint according to the invention is that it allows a substantial increase in the bending strength of the endless bars compared to a classical toothed joint, while the strength of the joint can be controlled according to the intended use of the product made of the endless bar so selected. the inclination of the toothed joint to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the endless bar.

Z vizuálneho hľadiska má zubovitý spoj podľa technického riešenia výhodu v tom, že v značnej miere potláča, najmä v prípade keď je nekonečná tyč vyrábaná z dreva, rozdiely v štruktúre materiálu jednotlivých susediacich hranolových prvkov.Visually, the toothed connection according to the invention has the advantage that it largely suppresses, in particular when the endless bar is made of wood, differences in the material structure of the adjacent prism elements.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické riešenie bude bližšie objasnené pomocou výkresu, na ktorom znázorňuje obr. 1 perspektívny pohľad na hranolový prvok, na ktorého koncoch sú vytvorené zuby a drážky zubovitého spoja, obr. 2 pohľad zhora na nekonečnú tyč zhotovenú za využitia zubovitého spoja a obr. 3 pohľad na takú nekonečnú tyč zboku.The technical solution will be explained in more detail by means of the drawing in which FIG. 1 is a perspective view of a prismatic element at the ends of which teeth and grooves of the toothed joint are formed; FIG. 2 is a top view of an endless bar made using a toothed joint; and FIG. 3 is a side view of such an endless rod.

Príklady uskutočnenia technického riešeniaExamples of technical solution

Na obrázku Obr. 1 znázornený hranolový prvok 1 má na oboch svojich koncoch vytvorené súbežné zuby 2 a drážky 3 vytvárajúce zubovitý spoj H. Vrcholy 21 zubov 2 a dná 31 drážok 2 ležia v rovine β rôznobežnej s rovinou g kolmou na pozdĺžnu os 4. hranolového prvku 1. Rovina g, v ktorej ležia vrcholy 21 zubov 2 a dná 31 drážok 2 zviera s rovinou a kolmou na pozdĺžnu os 4 hranolového prvku 1 s výhodou uhol δ v rozsahu 10° až 80°.FIG. The prism element 1 shown in FIG. 1 has parallel teeth 2 and grooves 3 forming a toothed connection H at both ends thereof. The tips 21 of the teeth 2 and the bottom 31 of the grooves 2 lie in a plane β parallel to plane g perpendicular to the longitudinal axis g, in which the apexes 21 of the teeth 2 and the bottom 31 of the grooves 2 lie with the plane and perpendicular to the longitudinal axis 4 of the prismatic element 1, preferably at an angle δ in the range of 10 ° to 80 °.

Nekonečná tyč δ zhotovená za využitia zubovitého spoja 11 spájajúceho susediace hranolové prvky i je znázornená na obrázkoch Obr. 2 a Obr. 3, kde má uhol δ veľkosť 45°. Styková plocha takéhoto zubovitého spoja 11 je približne o 40% väčšia ako styková plocha klasického zubovitého spoja vytvoreného v rovine kolmej na pozdĺžnu os 4 hranolového prvku 1. Z uvedeného vyplýva, že pevnosť takého zubovitého spoja 11 je vyššia približne o 40%. Praktické skúšky namáhania na ohyb, ktorým bol podrobený drevený valcový výrobok zhotovený z nekonečnej tyče 5 zhotovenej za využitia zubovitého spoja 11 podľa technického riešenia ukázali, že k zlomeniu výrobku nedošlo nikdy v mieste zubovitého spoja 11, ale vždy mimo neho. Teda pevnosť zubovitého spoja 11 v ohybe je vyššia ako pevnosť pôvodného materiálu. Okrem toho rozdiely v štruktúre materiálu jednotlivých susediacich hranolových prvkov po ich opracovaní do tvaru valca neboli pri bežnom pohľade takmer zistiteľné.An endless bar δ made using a toothed connection 11 connecting adjacent prism elements 1 is shown in the figures. 2 and FIG. 3, where the angle δ is 45 °. The contact area of such a toothed joint 11 is approximately 40% larger than the contact area of a classical toothed joint formed in a plane perpendicular to the longitudinal axis 4 of the prismatic element 1. It follows that the strength of such a toothed joint 11 is approximately 40% higher. Practical bending stress tests to which a wooden cylindrical product made of an endless bar 5 made using a toothed joint 11 according to the invention has been subjected have shown that the product has never broken at the point of the toothed joint 11, but always outside it. Thus, the bending strength of the toothed joint 11 is higher than that of the original material. In addition, differences in the material structure of the individual adjacent prismatic elements after being machined into a cylindrical shape were not nearly detectable in a conventional view.

Prirodzene, technické riešenie nie je obmedzené len na to, čo je znázornené na výkrese a je popísané vyššie, ale riešenia zubovitého spoja podľa technického riešenia použiteľné pri praktickej aplikácii sa môžu značne líšiť v rozsahu tohto technického riešenia od konštrukcie predloženej vo výkrese. Tak napríklad, tvar prierezu zubov a zodpovedajúcich drážok, ich počet a smer, rovnako ako dĺžka zubov a zodpovedajúca hĺbka drážok sa môže úplne líšiť od údajov uvádzaných vo výkrese.Naturally, the technical solution is not limited to what is shown in the drawing and is described above, but the toothed joint solutions according to the technical solution applicable in the practical application may vary considerably within the scope of the technical solution from the construction presented in the drawing. For example, the cross-sectional shape of the teeth and the corresponding grooves, their number and direction, as well as the length of the teeth and the corresponding depth of the grooves may differ completely from the data presented in the drawing.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Zubovitý spoj môže byť využitý všade tam, kde je potreba zhotovenia nekonečnej tyče tvorenej hranolovými prvkami nielen z dreva, ale akéhokoľvek podobného materiálového zloženia.The serrated connection can be used wherever there is a need to produce an endless bar consisting of prismatic elements not only of wood but of any similar material composition.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

A toothed connection formed by parallel teeth (2) and grooves (3) formed at the ends of the prism elements (1), characterized in that the peaks (21) of the teeth (2) and / or the bottoms (31) of the grooves (3) lie in plane (β) parallel to plane (a) perpendicular to the longitudinal axis (4) of the prismatic element (1).

Tooth joint according to claim 1, characterized in that the plane (β) with the plane (a) preferably has an angle (δ) in the range of 10 ° to 80 °.