СИСТЕМА МЕХАНИЧЕСКОЙ ФИКСАЦИИ ПАНЕЛЕЙ ДЛЯ ПОЛА
MECHANICAL LOCKING SYSTEM OF PANELS FOR FLOOR

Варианты осуществления изобретения в целом относятся к области систем механической фиксации панелей для пола и строительных панелей, особенно панелей для пола с системами механической фиксации, которые допускают фиксацию с вертикальным складыванием.
Варианты осуществления представленного изобретения особенно подходят для использования в плавающих полах, образованных из панелей для пола, которые соединяют механически с помощью системы фиксации, встроенной, т.е. установленной на фабрике, в панель для пола, которая изготовлена из одного или более верхних слоев из шпона, декоративного ламината, поверхностей на основании плотного порошка, декоративного пластмассового материала и аналогичных поверхностей, промежуточной средней части из материала, основанного на древесном волокне, или пластмассового материала, и предпочтительно нижнего уравновешивающего слоя на задней стороне средней части. Вследствие этого следующее описание известной технологии, проблем известных систем и целей и признаков изобретения, в качестве неограничивающего примера, прежде всего, будет предназначаться для данной области применения и, в частности для плавающего напольного покрытия, образованного в виде прямоугольных панелей для пола с длинными и короткими сторонами, предназначенных для механического соединения как на длинных, так и на коротких сторонах. Длинные и короткие стороны используются главным образом для упрощения описания изобретения. Панели могут быть квадратными и могут иметь более чем четыре стороны, которые не являются параллельными или перпендикулярными друг другу.
Следует подчеркнуть, что изобретение может быть применено для любой панели для пола, и оно может быть объединено со всеми типами известной системы фиксации, в которой панели для пола предназначены для соединения с использованием системы механической фиксации, соединяющей панели в горизонтальном и/или вертикальном направлениях по меньшей мере на двух соседних сторонах. Таким образом, изобретение также может быть применимо, например, для сплошных деревянных полов, паркетных полов со средней частью из дерева или материала, основанного на древесном волокне, и поверхностью из дерева или деревянного шпона и тому подобное, полов с запечатанной и предпочтительно также лакированной поверхностью, полов с поверхностным слоем из пластмассы или пробки, линолеума, резины или аналогичных, и с материалом средней части, который не содержит деревянного материала, например, пластмассового или из минеральных волокон и аналогичного. Включены даже полы с твердыми поверхностями, такими как каменные, керамические и аналогичные, и напольные покрытия с мягким слоем износа, например, иглопробивным материалом, наклеенным на пиломатериал. Изобретение также может быть использовано для соединения строительных панелей, которые предпочтительно содержат пиломатериал, например стеновых панелей, потолков, мебельных составных частей и аналогичных.
Ламинированное напольное покрытие, как правило, содержит среднюю часть древесноволокнистой плиты 6-12 мм; верхний декоративный поверхностный слой из ламината толщиной 0,1-0,8 мм и нижний уравновешивающий слой из ламината, пластмассы, бумаги или аналогичного материала толщиной 0,1-0,6 мм. Поверхность из ламината может содержать импрегнированную меламином бумагу. В последнее время были разработаны запечатанные поверхности и не содержащие ламинат бумажные поверхности на основании древесного волокна. Наиболее распространенным материалом средней части является древесноволокнистая плита с высокой плотностью и хорошей устойчивостью, называемая, как правило, HDF - древесноволокнистая плита высокой плотности. Иногда также в качестве средней части используют MDF - древесноволокнистую плиту средней плотности.
Плавающие ламинатные и деревянные панели для пола обычно соединяют механически посредством, так называемых, механических систем фиксации. Данные системы содержат фиксирующее средство, которое фиксирует панели горизонтально и вертикально. Механические системы фиксации, как правило, образованы посредством механической обработки средней части панели. В качестве альтернативы, части системы фиксации могут быть образованы из отдельных материалов, которые объединяют с панелью для пола, т.е. соединяют с панелью для пола одновременно с ее изготовлением.
Основные преимущества плавающих полов с системами механической фиксации состоят в том, что их легко устанавливать. Их также можно легко забирать опять и использовать еще раз в ином местоположении. Несмотря на то, что с течением времени было выполнено множество улучшений производственных издержек и функционирования, все еще остается потребность в дополнительных усовершенствованиях.
Определение Некоторых Терминов
В следующем тексте видимая поверхность установленной панели для пола называется «передняя сторона», тогда как противоположная сторона панели для пола, обращенная к черновому полу, называется «задняя сторона». Кромка между передней и задней сторонами называется «стыковая кромка». Под «горизонтальной плоскостью (HP) или главной плоскостью» подразумевается плоскость, которая простирается параллельно наружной части поверхностного слоя. Помещенные непосредственно рядом верхние части двух соседних стыковых кромок двух соединенных панелей для пола вместе образуют «вертикальную плоскость (VP)», перпендикулярную горизонтальной плоскости. Под «горизонтально» подразумевается параллельно горизонтальной плоскости, а под «вертикально» - параллельно вертикальной плоскости. Под «вверх или в направлении вверх» подразумевается в направлении передней стороны, а под «вниз или в направлении вниз» подразумевается в направлении задней стороны. Под «внутрь» подразумевается по существу горизонтально в направлении внутренней части панели, а под «наружу» подразумевается по существу горизонтально и в сторону от внутренней части панели. Под «панелью с планкой» подразумевается панель, содержащая планку и фиксирующий элемент. Под «панелью с пазом» подразумевается панель с фиксирующим пазом, предназначенным для взаимодействия с фиксирующим элементом для горизонтальной фиксации.
Известная Технология и Ее Проблемы
Описание известной технологии ниже в применимых разделах также используется в вариантах осуществления изобретения.
Для механического соединения длинных сторон, а также коротких сторон в вертикальном и горизонтальном направлениях могут быть использованы несколько способов и систем фиксации. Одним из наиболее используемых способов является способ защелкивания под углом, а одной из наиболее используемых систем фиксации является система, изготовленная в виде единого целого со средней частью. Длинные стороны устанавливают и фиксируют посредством поворота на определенный угол. Затем панель смещают, когда она находится в фиксированном положении, вдоль длинной стороны. Короткие стороны фиксируют посредством горизонтального защелкивания.
Альтернативным способом является так называемый способ с двойным поворотом на определенный угол, за счет чего длинные и короткие стороны фиксируют при повороте на определенный угол.
За последнее время был разработан новый и более простой способ, в котором все панели для пола можно соединять за счет поворота на определенный угол только длинных кромок. Данный способ установки, большей частью упоминаемый как вертикальное складывание, описан на фиг. 1-4.
Новую панель 1c фиксируют с ранее установленной первой панелью 1a с поворотом на определенный угол. Данный поворот на определенный угол соединяет автоматически одну короткую кромку новой панели 1c с соседней короткой кромкой второй панели 1b, которую устанавливают и фиксируют с первой панелью 1a. Вертикальная и горизонтальная фиксация коротких кромок 1b, 1c происходит при вертикальном поворачивающем ножницеобразном перемещении, при котором гибкий шип 30 постепенно смещается внутрь от одной кромки к другой кромке, когда длинную сторону новой панели 1c соединяют посредством поворота на определенный угол с длинной кромкой первой панели 1a, ранее установленной в соседнем ряду. Гибкий шип, который в большинстве случаев делают из пластмассовой секции, защелкивается и фиксируется автоматически в процессе складывания новой панели 1c, когда она находится под углом к черновому полу. Смещаемый шип смещают дважды, сперва внутрь в смещаемый паз 32, а затем наружу в шиповой паз 31. Гибкость обуславливается горизонтальным изгибанием шипа вдоль стыка. Часть гибкого шипа в процессе складывания вдавливается в его внутреннее положение, как показано на фиг. 2, а другие части находятся в полностью нефиксированном положении. Гибкий шип защелкивается в итоговое фиксированное положение, когда обе кромки 1b,1c находятся в одной и той же плоскости, как показано на фиг. 3, и фиксируется вертикально. Планка 6 с фиксирующим элементом 8 взаимодействует с фиксирующим пазом 14 и фиксирует панели горизонтально.
Гибкий шип в целом соединяют с кромкой панели 1b с планкой. Также его можно соединять с панелью 1с с пазом. Одним из наиболее используемых шипов на рынке является щетинковый шип 30, показанный на фиг. 4, который имеет внутреннюю часть, содержащую несколько гибких выступов 10, и наружную жесткую часть 30'.
Основные проблемы с известными гибкими шипами состоят в том, что шип должен быть изготовлен из материалов, которые являются довольно гибкими, что защелкивание создает сопротивление в процессе складывания и что большая часть шипа должна смещаться в паз в процессе фиксации.
Функция складывания системы фиксации типа, описанного выше, могла бы быть усовершенствована, если бы фиксацию можно было проделывать без двойного защелкивающего действия, описанного выше, и только с ограниченным смещением и изгибанием материала. Было бы преимуществом, если бы шип можно было соединить в паз вполне определенным образом.
Существуют известные системы, которые можно фиксировать с вертикальным поворачиванием, объединенным со скручиванием, как показано, например, в WO 2008/004960, фиг. 6 (Valinge Innovation AB). Имеется несколько недостатков, связанных с подобными системами фиксации. Шип трудно соединять в паз, поскольку весь шип должен поворачиваться вертикально в процессе фиксации. Основная часть шипа открыта в направлении открытого паза. Это делает всю систему фиксации очень чувствительной к разрезанию панели поперек стыка, а шип может легко повреждаться или выпадать из паза. Шип может также поворачиваться в процессе транспортировки и манипулирования материалом. Значительное количество материала необходимо удалять для того, чтобы сформировать полости или паз, который может вмещать подобные системы поворачивания с защелкиванием. Это влияет на устойчивость кромки негативным образом.
Основной задачей вариантов осуществления представленного изобретения является предоставление усовершенствованной системы механической фиксации, содержащей шип, который автоматически фиксируется в процессе складывания без каких-либо защелкивающихся деталей, которые смещаются внутрь и наружу в процессе фиксации.
Первой конкретной задачей вариантов осуществления является создание незащелкивающегося шипа с простым поперечным сечением, который мог бы соединяться в простирающийся горизонтально фиксирующий паз с ограниченной глубиной, который окружает и защищает основную часть шипа.
Второй конкретной задачей вариантов осуществления является создание шипа, у которого основная часть шипа могла бы быть прочно закреплена в паз, и только части шипа смещались бы внутрь и/или наружу фиксирующего паза.
Описанные выше задачи вариантов осуществления изобретения достигаются полностью или частично с помощью механических систем фиксации и панелей для пола, согласно независимому пункту формулы изобретения. Варианты осуществления изобретения станут понятны из независимых пунктов формулы изобретения и из описания и чертежей.
Согласно первому аспекту изобретения предоставлен комплект панелей для пола, которые могут быть механически соединены друг с другом вдоль одной пары соседних кромок посредством вертикального поворачивающего перемещения таким образом, что верхние стыковые кромки указанных панелей для пола в соединенном состоянии образуют вертикальную плоскость. При этом каждая из указанных панелей для пола содержит шип на первой кромке панели, имеющий направление по длине, простирающееся параллельно первой кромке, и шиповой паз на второй противоположной кромке панели для приема шипа соседней панели для механической фиксации вместе указанных соседних кромок в вертикальном направлении. Шип имеет внутреннюю часть, устанавливаемую в открытом в боковом направлении фиксирующем пазу в первой кромке, и наружную часть, простирающуюся за пределы вертикальной плоскости. Внутренняя часть фиксируется в открытом в боковом направлении фиксирующем пазу. Шип содержит одно или несколько коромысел, простирающихся в направлении по длине шипа. Каждое коромысло содержит смещаемый прижимной выступ, который в процессе фиксации находится в контакте со второй кромкой, и смещаемый фиксирующий выступ, который в зафиксированном положении взаимодействует с шиповым пазом. Фиксирующие выступы смещаются наружу от основного корпуса шипа, когда прижимной выступ вдавливается и смещается внутрь в направлении внутренней части шипа.
Указанные панели для пола могут дополнительно содержать фиксирующий элемент, образованный в виде единого целого с панелью в первой кромке, и фиксирующий паз в противоположной второй кромке. Фиксирующий паз открыт в направлении задней стороны панели, которая обращена к черновому полу. Фиксирующий элемент и фиксирующий паз образуют горизонтальное механическое соединение перпендикулярно вертикальной плоскости. Шип предпочтительно содержит упругие части, образованные из иного материала, чем средняя часть. Панели могут быть механически соединены вместе с вертикальным складыванием посредством смещения указанных двух панелей друг в направлении друга с объединенным вертикальным и поворачивающим перемещением. Прижимной и фиксирующий выступы каждого коромысла предпочтительно располагаются в различных вертикальном и горизонтальном положениях.
Согласно второму аспекту изобретения предоставлен шип, содержащий основной корпус шипа, имеющий вытянутую форму и направление по длине. Шип предназначен для соединения в паз, образованный в строительной панели, при этом шип содержит одно или несколько коромысел, расположенных вдоль его длины и простирающихся в направлении по длине шипа. Одна часть коромысла смещается наружу от основного корпуса шипа, когда другая часть коромысла вдавливается и смещается внутрь в направлении основного корпуса шипа.
Описанные выше система фиксации и шип предоставляют возможность, чтобы панели могли фиксироваться автоматически в процессе вертикального складывания или вертикального смещения без каких-либо защелкивающихся деталей, которые являются активными и которые создают сопротивление при защелкивании. Сильная фиксация может быть получена с шипом, который имеет ограниченную гибкость и который фиксируется в фиксирующий паз в процессе изготовления, транспортировки и установки. Для фиксации панелей вертикально требуется только довольно ограниченное горизонтальное поворачивание коромысел.
Варианты осуществления и принципы, связанные с вертикальной фиксацией, можно также использовать для соединения строительных панелей с горизонтальным смещением.
Предпочтительно шип присоединяют в фабричных условиях, но конечно его можно доставлять в виде заготовок или в виде отдельной ослабленной детали и вставлять в паз в процессе установки.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:
Фиг. 1-4 иллюстрируют известный уровень техники.
Фиг. 5a-d иллюстрируют варианты осуществления изобретения.
Фиг. 6a-f иллюстрируют вертикальное складывание с поворотом частей шипа.
Фиг. 7a-d иллюстрируют заготовку шипов и второй вариант осуществления с наклонным смещением паза.
Фиг. 7e иллюстрирует систему фиксации, которая фиксирует кромки с горизонтальным перемещением.
Для облегчения понимания на фигурах схематично показано несколько систем фиксации. Следует подчеркнуть, что используя комбинации предпочтительных вариантов осуществления, можно добиться улучшенных или отличающихся функций.
Фиг. 5a-5d показывают шип 30 согласно варианту осуществления изобретения. Фиг. 5a и 5b показывают шип 30, который вставлен в фиксирующий паз 32 панели 1b, содержит внутреннюю часть IP с основным корпусом 29 шипа и коромысло 20, которое соединено с крепежным устройством 21 к основному корпусу 29 шипа.
Фиг. 5c показывает, что коромысло содержит прижимной выступ 22, расположенный на прижимном рычаге 26, и фиксирующий выступ 23, расположенный на фиксирующем рычаге 27. Коромысло выполнено таким образом, чтобы фиксирующий выступ 23 смещался наружу от основного корпуса 29 шипа, когда прижимной выступ 22 вдавливается и смещается внутрь в направлении основного корпуса 29 шипа. Коромысло предпочтительно выполнено таким образом, чтобы в процессе фиксации оно могло поворачиваться горизонтально приблизительно на 3-10 градусов. Поворачивание облегчается за счет полости 51, которая образована между основным корпусом 29 шипа и прижимным рычагом 26, обеспечивая возможность поворачивания и смещения прижимного рычага внутрь в направлении основного корпуса шипа. Предпочтительно полость 52 также образована между фиксирующим рычагом 27 и основным корпусом 29 шипа.
Несколько коромысел предпочтительно расположены вдоль направления L по длине шипа, как показано на фиг. 5b и 5d. Коромысла могут иметь различные формы и длины, а некоторые могут быть зеркальным отражением и быть ориентированными в разных направлениях вдоль шипа. Является предпочтительным, что коромысла имеют длину, которая превышает глубину фиксирующего паза 32.
Шип предпочтительно соединен с фиксирующим пазом 32 с помощью соединений 28 за счет трения. Несколько шипов могут быть соединены в паз вдоль кромки, но также друг над другом и друг под другом. Соединения 28 за счет трения могут быть выполнены таким образом, чтобы шип был соединен достаточно слабым образом или достаточно прочным образом с сильным трением. Для крепления шипа в фиксирующий паз 32 могут быть использованы даже соединения за счет клея или защелкивания, где материал средней части изгибается или сжимается. Соединения 28 за счет трения могут быть расположены на выступающих частях, которые можно перегибать вертикально для того, чтобы устранить технологические допуски.
Фиг. 6a-f показывают вертикальное складывание и соединение двух соседних кромок 1b,1c с объединенным вертикальным и поворачивающим перемещением. Шип предпочтительно соединен с панелью 1b с планкой, содержащей планку 6 с фиксирующим элементом 8, который взаимодействует с фиксирующим пазом 14 в кромке соседней панели для горизонтальной фиксации кромок. Шип также может быть соединен с панелью с пазом, содержащей фиксирующий паз 14 и шиповой паз 31. Фиг. 6d показывает два поперечных сечения A-A и B-B двух соседних кромок 1b и 1c в нефиксированном положении. A-A представляет собой разрез по фиксирующему выступу 23, а B-B представляет собой разрез по прижимному выступу 22, который также показан на фиг. 6b и 6c. Фиксирующий выступ 23 находится в своем внутреннем положении, а прижимной выступ 22 находится в своем наружном положении и выступает за пределы вертикальной плоскости VP. Панель 1с с пазом содержит предпочтительно нижнюю поверхность 41 скольжения, предпочтительно, образованную в виде скоса, который взаимодействует с предпочтительно наклонной или закругленной верхней поверхностью 42 прижимного выступа 22.
Фиг. 6e показывает, что прижимной выступ 22 вдавливается внутрь нижней частью панели 1c с пазом, предпочтительно нижней поверхностью 41 скольжения, и вызывает поворачивающее перемещение коромысла 20, как показано на фиг. 6b и 6c, таким образом, чтобы фиксирующий выступ 23 смещался наружу в направлении шипового паза 31, образованного в соседней кромке. Поворачивание осуществляется главным образом за счет изгибания упругого крепежного устройства 21.
Фиг. 6f показывает поперечные сечения кромок в зафиксированном положении, когда фиксирующий выступ 23 находится в контакте с шиповым пазом 31 и фиксирует кромки в вертикальном направлении параллельно вертикальной плоскости VP. Прижимной выступ 22 фиксируется горизонтально относительно фиксирующей кромки 45 панели 1с с пазом. Наружная часть 46 прижимного выступа 22 предпочтительно расположена под наружной частью 47 фиксирующего выступа 23.
Фиксацию можно осуществить по существу только за счет поворачивающего перемещения по существу в горизонтальной плоскости. Прижимной и фиксирующий выступы предпочтительно поворачиваются по существу в той же самой плоскости. Подобное поворачивание облегчается, если шиповой паз 31 и фиксирующий выступ 23 предпочтительно имеют контактные поверхности 43, 44, которые являются наклонными по отношению к горизонтальной плоскости. Подобный наклон предпочтительно составляет 10-50 градусов. Преимуществом является, если фиксирующая поверхность 44 шипового паза наклонена больше, чем фиксирующая поверхность 43 фиксирующего выступа 23.
Фиксацию также можно объединить с изгибанием прижимного и фиксирующего рычагов. Систему фиксации можно также разработать таким образом, чтобы фиксирующий выступ создавал давление на соседнюю кромку в процессе фиксации, за счет чего коромысло слегка изгибается в процессе фиксации и/или в зафиксированном положении. Данное давление устраняется частично или полностью, когда шиповой паз 31 находится в положении, которое предоставляет возможность наружной части 47 фиксирующего выступа входить в шиповой паз 31.
Является предпочтительным, что итоговая фиксация происходит с горизонтальным предварительным натяжением между фиксирующим выступом и шиповым пазом. Подобное предварительное натяжение используют для преодоления технологических допусков и для прижатия соседних кромок 1b,1c вертикально друг в направлении друга для того, чтобы предпочтительно осуществить плотную вертикальную посадку между планкой 6 и соседней стыковой частью 53 панели 1с с пазом.
Конфигурация коромысел может быть приспособлена к углам контакта соседних кромок в процессе складывания. Фиг. 6a показывает, что нажимание на прижимной выступ, расположенный рядом с кромкой 1b' длинной стороны и на расстоянии от других прижимных выступов, начинается с большим углом, чем нажимание на прижимной выступ, расположенный рядом с противоположной свободной кромкой 1b” длинной стороны.
Для упрощения описания используются длинные и короткие кромки. Панели могут быть квадратными.
Фиг. 7a, 7b показывают шип и заготовку 50 шипов, содержащую несколько шипов. Шипы с очень перспективными формами могут быть образованы с пластмассовыми составными элементами, изготовленными методом литья под давлением, при этом каждое коромысло может иметь индивидуальную конструкцию. Поперечное сечение прижимного и/или фиксирующего выступов может варьировать между коромыслами, расположенными вдоль шипа.
Преимуществом является, если коромысла являются компактными и расположены близко друг к другу таким образом, чтобы в процессе фиксации множество фиксирующих выступов были активными. В маленьких и толстых панелях может быть достаточно только одного коромысла. В большинстве вариантов применения следует использовать несколько коромысел. Расстояние D между крепежными устройствами 21 предпочтительно не должно превышать четырехкратной толщины T пола. Шипы могут быть сделаны очень компактными, когда расстояние D между крепежными устройствами 21 является только приблизительно 2-кратной толщиной пола. Это означает, что система фиксации в ламинированном напольном покрытии 7-10 мм может содержать несколько фиксирующий выступов с расстоянием, равным приблизительно 2 см, и это придает очень сильную вертикальную фиксацию.
Расстояние между крепежными устройствами 21 вдоль шипа предпочтительно больше, чем расстояние между прижимным и фиксирующим выступами 22,23.
Преимуществом является, если фиксирующий выступ 23 является очень компактным, как показано на фиг. 7c. Длина прижимного выступа вдоль кромки предпочтительно меньше, чем толщина пола.
Фиг. 7d показывает, что преимуществом может быть, если фиксирующий паз 32 наклонен относительно горизонтальной плоскости HP. Это облегчает вставку шипа в фиксирующий паз, а поворачивание прижимной выступающей части может быть сделано с более слабым прижимающим усилием. Данный вариант осуществления содержит фиксирующий элемент 8 и фиксирующий паз 14, которые имеют наклонные взаимодействующие фиксирующие поверхности. Подобный вариант осуществления можно фиксировать и расцеплять также за счет поворота на определенный угол.
Принципы, описанные выше, могут быть использованы для предоставления систем фиксации, которые защелкиваются таким же образом, как известные системы. Прижимной и/или фиксирующий выступы могут быть образованы таким образом, чтобы они смещались внутрь и наружу в процессе фиксации с тем, чтобы они защелкивались в шиповой паз.
Фиг. 7e показывает, что все принципы и вариант осуществления, описанные выше, могут быть использованы для фиксации панелей для пола горизонтально с горизонтальным смещением друг относительно друга. Шип 30 расположен в вытянутом вертикально фиксирующем пазу 32', который может быть образован в панели 1' с пазом, причем он открывается в направлении задней стороны, или на панели 1 с планкой, причем он открывается в направлении передней стороны. Шип 10 и паз 9 могут быть использованы для фиксации панелей вертикально. В данном варианте осуществления коромысла будут поворачиваться или защелкиваться в вертикальной плоскости. Фиксирующий паз может быть наклонным, а для облегчения вертикального поворачивания или защелкивания коромысел, могут быть использованы несколько закругленных или скошенных поверхностей скольжения.
Все известные материалы, которые описаны и использованы в складывающихся системах типа, описанного на фиг. 1-4, могут быть использованы для формирования шипов согласно изобретению. Шипы с коромыслами могут быть выполнены с возможностью вставки в смещаемый паз известных щетинковых шипов, при этом может быть использовано то же самое оборудование для вставки.
Конечно, коромысла могут быть образованы с одним или двумя плечами и таким образом, чтобы они могли изгибаться внутрь и наружу в процессе фиксации. Подобный шип может быть использован для соединения панелей для пола с защелкивающим действием, коромысла могут смещаться внутрь и защелкиваться наружу в процессе фиксации.