Невидимый крепеж для деревянных досок

Невидимый крепеж относится к области строительства и предназначен для крепления отделочных деревянных досок к деревянным направляющим (лагам), применяемых при отделке фасадов, террас, стен, потолков и т.д.
Известен соединительный элемент для строительных конструкций, патент №61307 от 19 июня 2006 года, отличающийся тем, что имеет прямоугольную и клиновидную части плоской формы, причем в клиновидной части симметрично ее оси имеются зазубрины, а в прямоугольной части - два сквозных отверстия или одно сквозное отверстие и остроконечный шип, отогнутый от плоскости соединительного элемента до перпендикулярного положения. Данный соединительный элемент не обеспечивает постоянный технологический зазор между элементами конструкции. Кроме того, вариант исполнения с двумя отверстиями подразумевает, что на каждый крепеж необходимо два стандартных крепежных элемента типа самонарезающих винтов, а на вариант с шипом нужен только один винт. Кроме того, главными недостатками полезной модели является то, что клиновидная часть крепежа может изгибаться при вбивании, а при выправлении крепежа до кромки доски клиновидная часть может скручиваться.
Прототипом полезной модели является невидимый крепеж, патент №99033 от 09 августа 2010, характеризующийся наличием штифта с засечками и отгибной шляпки с шипом, отличающийся тем, что отгибная шляпка выполнена с двумя функциональными зонами - отгибной частью с отверстием для крепежного элемента и отгибной части с шипом, снабженным ограничителем, в качестве которого используют торцевую поверхность отгибной части шляпки с шипом. Данный крепеж обеспечивает высокую надежность соединения частей конструкции, а также обеспечивает зазор от 5 мм и выше. Однако крепеж имеет те же недостатки, что и описанная сверху модель, а именно то, что штифт крепежа изгибается в процессе забивания его в направляющую (лагу). А при выбивании крепежа до кромки доски, крепеж так же скручивается в области штифта. Кроме того, геометрия насечек на штифте не обеспечивает надежной фиксации крепежа с лагой.
Технической задачей полезной модели является разработка крепежа, обеспечивающего высокую надежность и прочность соединения досок с направляющими (лагами), удобного при монтаже и устойчивого к изгибаниям и скручиваниям.
Техническая задача достигается путем изготовления крепежа из оцинкованной стали, представляющего собой основание с отверстием под стандартные крепежные изделия. Основание крепежа сверху имеет две функциональные зоны: в правой части основания отогнут шип с дистанциром, а в левой части основания имеется прямая кромка, отделенная от шипа с дистанциром прорезью, к которой прикладывают силу для вбивания крепежа в направляющие (лаги). Снизу основания на оси симметрии этой кромки выполнено клинообразное острие с зубчиками. Зубчики выполнены вразбежку друг другу. Так же снизу основания по обе стороны от острия выполнены два зубчика. На острие и основании выполнены ребра жесткости, представляющие собой выдавки-пуклевки.
Как уже было отмечено, главными недостатками указанных аналога и прототипа является то, что они, в процессе монтажа, имеют тенденцию к изгибанию и скручиванию. Это обусловлено конструкцией полезных моделей. Если посмотреть на фигуры, иллюстрирующие крепежи, видно, что остроконечные элементы крепежей, входящих в направляющие (лаги), располагаются по центру крепежей, однако оси симметрии остроконечных элементов, входящих в направляющие (лаги), располагаются не симметрично относительно тех частей крепежей, к которым прикладывают силу в процессе вбивания в направляющие (лаги). Процесс изгибания при забивании крепежей в направляющую (лагу) происходит вследствие того, что центр давления удара смещен от осей симметрии остроконечных элементов крепежей, которые входят в направляющую (лагу); таким образом создается момент силы, равный произведению модуля приложенной силы на расстояние от оси симметрии входящих в направляющую (лагу) частей крепежей до точки приложения этой силы, который приводит к искривлению крепежей в тонком месте, а именно в той остроконечной части крепежей, которая вбивается в направляющую (лагу). Момент силы создается и при выправлении крепежей до кромки доски, так как удары по крепежу приходятся случайным образом на разных расстояниях от оси симметрии входящих в направляющую (лагу) остроконечных частей крепежей, и приводит к скручиванию крепежа.
Клинообразное острие описываемой полезной модели расположено по центру кромки основания, к которой прикладывают силу при вбивании крепежа в направляющую (лагу); усилие вбивания направлено по оси симметрии острия вниз, таким образом, исключая изгибающие моменты, приводящие к искривлению крепежа.
Деревянные направляющие (лаги) изготавливают вдоль волокон древесины, при этом доски на них кладут перпендикулярно этим волокнам. Соответственно проекция вектора перемещения крепежа на направляющие (лаги) при развороте крепежа до кромки доски должна быть параллельна их волокнам. На краях основания по обе стороны от острия имеются зубчики, которые, при вбивании крепежа в направляющую, проникают в древесину, при этом они могут легко двигаться вдоль направления волокон древесины направляющей (лаги), однако движение в других направлениях затруднительно, так как зубчикам для этого необходимо будет перерезать эти волокна. Из-за этого, при выправлении основания до примыкания его к доске, зубчики не дают крепежу искривляться, так как позволяют крепежу двигаться только вдоль волокон направляющих (лаг).
Расположение зубчиков на острие вразбежку и увеличение размера выноса вершины зубчиков от острия увеличивает их площадь поверхности, и повышает надежность соединения крепежа с лагой, увеличивая усилие, необходимое для вырывания крепежа из направляющей (лаги). Выдавки-пуклевки, выполненные в крепеже, увеличивают его жесткость.
Дистанцир, выполненный у основания шипа, предназначен для обеспечения гарантированного зазора между досками, размер зазора может варьироваться от 4 до 8 мм. Шип с дистанциром ориентировочно приходится на середину доски. В случае, когда зазор между досками должен составлять меньшее значение - дистанцир не выполняется, а в отверстии в основании выполняется зенковка.
На фиг. 1 изображен описываемый крепеж, где (а) - вид спереди, (б) - изометрический вид; 1 - основание; 2 - клинообразное острие; 3 - зубчик на острие; 4 - зубчик на основании; 5 - отверстие под стандартные крепежные изделия; 6 - выдавка-пуклевка на острие; 7 - выдавка-пуклевка на основании; 8 - шип; 9 - дистанцир; 10 - ось симметрии клинообразного острия; 11 - кромка основания, к которой прикладывают силу для вбивания крепежа в направляющие (лаги).
На фиг. 2 изображена схема монтажа при помощи описываемого крепежа, где (а) - схема монтажа первой и второй доски, вид слева; (б) - схема, иллюстрирующая забивание крепежа под углом; (в) - схема, показывающая выправление основания крепежа до кромки доски; 12 - крепеж; 13 - доска; 14 - направляющая (лага); 15 - самонарезающий винт.
Монтаж досок при помощи этого крепежа происходит аналогично монтажу прототипа и включает следующие действия:
1) Крепеж забивается вертикально при монтаже первой доски в месте начала укладки досок в середину направляющей(лаги) до шляпки крепежа;
2) На шип крепежа набивается первая доска;
3) Следующий крепеж забивается под углом 45-60° относительно направляющей (лаги) в середину направляющей (лаги) до основания крепежа;
4) Основание разворачивается к кромке доски до прилегания к кромке;
5) Через отверстие в основании крепеж фиксируется к кромке доски при помощи стандартного крепежного элемента, например самонарезающего винта;
6) Вторая доска набивается на шип крепежа до соприкосновения с дистанциром;
7) Следующие доски и крепежи монтируются аналогично.