УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ДЕРЕВА

Полезная модель относится к мебели, в частности к опорным конструкциям, и направлено на повышение надежности и долговечности узлов соединения мебели.
Известно шиповое несквозное неразъемное соединение деревянных изделий, патент РФ на изобретение №2130829, В27F 1/00, 1998 г.Шиповое неразъемное соединение включает трапециевидное гнездо, плоский шип с одной или несколькими продольными прорезями в зависимости от сорта используемого дерева и поперечных размеров шипа, а также соответствующее число клиньев. Клинья при вхождении шипа в гнездо упираются широкими торцами в его дно, превращая плоский шип в трапециевидный, обеспечивая тем самым скрытое расклинивание шипа. Предварительно на все элементы соединения наносится клей.
К недостаткам данного соединения деревянных изделий следует отнести следующее: значительная трудоемкость формирования шипов и проушин подобного профиля; при сборке узла происходит упругая деформация выступов на шипе и проушине, которая технически возможна лишь для соединения с открытым сквозным шипом. Кроме того, данное соединение не обеспечивает необходимую жесткость изделия.
Известно соединение досок и брусков кромками, книга Н.Андрющенко «Домашние ремесла», см. рисунок 25.з - приспособление для плотного стягивания досок (http://domaschnie-remesla.narod.ru). При изготовлении объемных и широких изделий - крышек столов, щитов и т.п. - необходимо произвести плотное соединение нескольких досок их боковыми сторонами. Для этого в одной из досок выбирается паз, в другой делают соответственной формы гребень. Все соединение ставится на клею, а для плотного их сжатия сжимают стяжками.
К недостаткам данного соединения деревянных изделий следует отнести следующее: значительная трудоемкость формирования пазов и гребней; соединение осуществляют на клею. Кроме того, данное соединение не обеспечивает необходимую жесткость изделия.
Известен также узел соединения элементов из фанеры, в котором используют систему щелей: паз в паз, разрез в разрез (http://www.membrana.ru «И никаких гвоздей: мебель можно собрать без крепежа и инструментов»). Узел соединения содержит вертикальные элементы и ригели, скрепленные между собой посредством выступов и выемок.
К недостаткам данного соединения следует отнести следующее: не обеспечивается необходимая жесткость соединения элементов из-за отсутствия элементов фиксации, вследствие чего возможно смещение элементов друг относительно друга. Кроме того, данное соединение элементов из фанеры имеет ограниченный срок эксплуатации.
Заявляемый узел соединения элементов из дерева решает задачу создания изделий из цельной древесины с повышенной механической прочностью соединений элементов с сохранением эстетического вида изделия без применения металлических крепежных элементов и клеевых составов.
Указанная задача решается тем, что в узле соединения элементов из дерева, содержащем вертикальные элементы и ригели, скрепленные между собой посредством выступов и выемок, по всей длине верхней части вертикальных элементов по внутренней и наружной сторонам выполнены горизонтальные пазы с глубиной паза не превышающей 1/3 толщины вертикального элемента, кроме того, в верхней части вертикальных элементов для установки ригелей выполнено как минимум две вертикальные выемки прямоугольной формы, расположенные от торцев на расстоянии не менее высоты самой выемки, в ригеле выполнено как минимум одно сквозное отверстие прямоугольной формы, расположенное
от боковой поверхности ригеля на расстоянии не менее толщины ригеля, кроме того, на боковых поверхностях ригеля выполнены выступы, выполненные ответной формы вертикальным выемкам вертикальных элементов, дополнительно узел снабжен двумя запорными рейками и четырьмя клиньями, при этом в каждой запорной рейке на ее противоположных концах на расстоянии менее высоты вертикальной выемки вертикального элемента от торцев выполнены сквозные отверстия для установки в них клиньев, высота и длина запорной рейки равны соответственно высоте и длине горизонтального паза вертикального элемента, поперечное сечение клина выполнено переменной величины с уменьшением к низу.
Для удобства сборки и разборки узла соединения в верхней части клина выполнено сквозное отверстие.
Для более надежного соединения элементов две взаимоперпендикулярные боковые поверхности клина выполнены со скосом к низу.
Заявляемый узел соединения элементов из дерева и его ближайший аналог (прототип) имеют следующие общие существенные признаки:
- вертикальные элементы и ригели, скрепленные между собой посредством выступов и выемок.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявленного узла соединения и прототипа показывает, что он имеет от прототипа следующие отличительные признаки:
- по всей длине верхней части вертикальных элементов по внутренней и наружной сторонам выполнены горизонтальные пазы с глубиной паза не превышающей 1/3 толщины вертикального элемента;
- в верхней части вертикальных элементов для установки ригелей выполнены как минимум две вертикальных выемки прямоугольной формы, расположенные от торцев на расстоянии не менее высоты самой выемки;
- в ригеле выполнено как минимум одно сквозное отверстие прямоугольной формы, расположенное от боковой поверхности ригеля на расстоянии не менее толщины ригеля;
- на боковых поверхностях ригеля выполнены выступы, выполненные ответной формы вертикальным выемкам вертикальных элементов;
- узел дополнительно снабжен двумя запорными рейками и четырьмя клиньями;
- в каждой запорной рейке на ее противоположных концах на расстоянии менее высоты вертикальной выемки вертикального элемента от торцев выполнены сквозные отверстия для установки в них клиньев;
- высота и длина запорной рейки равны соответственно высоте и длине горизонтального паза вертикального элемента;
- поперечное сечение клина выполнено переменной величины с уменьшением к низу.
Данная совокупность общих и отличительных существенных признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны. Именно такая совокупность существенных признаков позволила разработать и изготовить узел соединения элементов из дерева, который обеспечил сохранение механической прочности за счет скрепления вертикальных элементов и ригелей посредством запорных реек и клиньев и, кроме того, позволил улучшить внешний вид изделия в целом.
На основании изложенного можно заключить, что совокупность общих и отличительных существенных признаков заявленной полезной модели имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решить поставленную задачу.
Сущность заявленного узла соединения элементов из дерева поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид узла в сборе; на
фиг.2 - вертикальный элемент из дерева; на фиг.3 - ригель; на фиг.4 - запорная рейка; на фиг.5 - клин; на фиг.6 - кресло княжье, в котором использован заявляемый узел соединения.
Узел соединения состоит из вертикального деревянного элемента 1 и двух горизонтальных деревянных ригелей 2, двух запорных реек 3 и четырех клиньев 4 (фиг.1). Вертикальный элемент 1 выполнен из досок или обрезков досок, соединенных между собой «в шип» (фиг.2). По всей длине верхней части вертикального элемента 1 по внутренней и наружной сторонам выполнены горизонтальные пазы 5 с глубиной паза не превышающей 1/3 толщины вертикального элемента. В верхней части вертикального элемента 1 для установки ригелей 2 выполнены как минимум две вертикальные выемки 6. В ригеле 2 выполнено как минимум одно сквозное отверстие 7 прямоугольной формы (фиг.3). Длина отверстия 7 равна ширине двух запорных реек 2 и 1/3 ширины вертикального элемента 1, которые вставляются в это отверстие. На боковых поверхностях ригеля 2 выполнены выступы 8. Толщина ригеля 1 равна ширине вертикальных выемок 3. В каждой запорной рейке на ее противоположных концах на расстоянии менее высоты вертикальной выемки 6 вертикального элемента 1 от торцев выполнены сквозные отверстия 9 для установки в них клиньев 4 (фиг.4). Форма отверстий 9 соответствует форме клиньев 4 (фиг.5). Высота и длина запорной рейки 3 равны соответственно высоте и длине горизонтального паза 5 вертикального элемента 1. Поперечное сечение клина выполнено переменной величины с уменьшением к низу. Для удобства сборки и разборки узла в верхней части клина 4 выполнено сквозное отверстие 10.
Сборка узла производится следующим образом.
В вертикальные выемки 6 вертикального элемента 1 устанавливают выступы 8 ригелей 2. После установки ригелей 2 сначала с внутренней стороны, а затем с внешней стороны вертикального элемента 1 по его горизонтальным пазам 5 заводят в отверстия 7 ригелей запорные рейки 3
посредством деревянного молотка. После чего в отверстия 9 запорных реек 3 устанавливают клинья 4 и досылают их легкими постукиваниями деревянного молотка.
Для придания узлу соединения более эстетичного внешнего вида углы ригелей и запорных реек могут быть выполнены с циркульными округлениями в верх, а в запорных рейках могут быть выполнены выемки П-образной формы со стороны, не примыкающей к вертикальному элементу.
Заявляемый узел соединения элементов из дерева выполняет функцию замка, следовательно данному техническому решению можно присвоить название «замок столярный».
В качестве образца, в котором используется заявляемый узел соединения элементов из дерева, на фиг.6 показано изделие «Кресло княжье». Из обрезков доски изготавливаются передняя (низкая) и задняя (высокая) панели спинки, каждая из которых состоит из двух деталей, посредством заявляемого узла соединения собираются в изделие. Сиденье, состоящее из 2 деталей, располагают симметрично оси симметрии изделия. На стойки передней панели насаживаются подлокотники фигурной формы с одновременным введением концов подлокотников, имеющих отверстия под клин, опускают клинья. Таким образом, собирается каркас нижнего и среднего ярусов. После чего приступают к креплению верхнего яруса спинки с одновременным креплением на нем изображения, например, родового герба при помощи ригелей и запорных реек. Для чего в отверстия верхнего яруса спинки заводится запорная рейка, в отверстия которой опускаем клинья и легкими ударами деревянного молотка доводят их до проектной отметки.