Изделие с шпунтовым соединением и способ изготовления выступа и паза такого соединения - RU2108432C1
Код документа: RU2108432C1
Чертежи
Описание
Изобретение касается шпунтовых соединений и способа изготовления выступа и паза таких соединений. Такие соединения применяются, в частности, для соединения участков слоеного покрытия полов. Присутствующий в таких соединениях клей защищает их от проникновения влаги.
Известно изделие с шпунтовым соединением, которое включает плоскую декоративную поверхность износа, торцевой край с пазом и торцевой край с выступом, клей для шпунтового соединения [1].
Известен также способ изготовления выступа и паза вдоль соединяемых торцевых краев изделия с декоративной поверхностью износа, включающий образование вдоль одного соединяемого торцевого края паза с плоской нижней поверхностью и образование вдоль другого соединяемого торцевого края выступа с плоской нижней поверхностью.
Слоеное покрытие собирают путем помещения клея в паз и введения выступа одной секции в паз смежной секции покрытия. Дополнительная подгонка выступа и паза ведет к трудностям их выравнивания. Кроме этого, поскольку клей впитывается в основу, последняя разбухает, вызывая очень плотное обжатие выступа пазом. Это может крайне затруднить осуществление полного введения выступа в паз. Далее, поскольку выступ и паз движутся вместе, клей, находящийся в пазу, может сжиматься выступом, действующим как поршень. Это может вызвать повышенные трудности при стыковании смежных поверхностей износа смежных секций слоеного покрытия.
Для решения проблем сборки покрытия изготовители часто используют для сборки слоеного покрытия полов специальные инструменты. Одним из таких инструментов является вбивающее средство. При трудностях, возникающих при стыковании поверхностей износа смежных секций, вбивающее средство помещают вдоль края покрытия и несколько раз ударяют молотком по его плоской поверхности, тем самым прикладывая усилие к соединению и стыкуя вместе выступ и паз.
Однако даже при использовании вбивающего средства между смежными секциями покрытия может оставаться зазор. Такой зазор портит вид покрытия и позволяет влаге проникать в основу. Попавшая в основу влага может вызвать ее разбухание. Чрезмерное разбухание портит слоеное покрытие.
Шпунтовые соединения слоеных покрытий для полов довольно трудны в выполнении. Необходимость плотной дополнительной подгонки выступа и паза требуют особого внимания при соблюдении допусков размеров выступа и паза при их фрезеровании.
Таким образом, в технике появилась потребность в усовершенствованном шпунтовом соединении, не требующем применения специальных инструментов для монтажа и обеспечивающем достаточную влагостойкость.
Технической задачей изобретения является создание усовершенствованного шпунтового соединения.
Другой задачей изобретения является создание шпунтового соединения, не требующего для монтажа специального инструмента.
Еще одной задачей изобретения является создание влагостойкого шпунтового соединения.
Эти и другие задачи изобретения решаются благодаря созданию изделия с шпунтовым соединением, включающего плоскую декоративную поверхность износа, торцевой край с пазом и торцевой край с выступом, клей для шпунтового соединения, в котором торцевой край с выступом содержит выступ, плоская нижняя поверхность которого расположена на определенном расстоянии от плоской декоративной поверхности и параллельно ей, и торцевой край с пазом содержит паз, плоская нижняя поверхность которого расположена на определенном расстоянии от плоской декоративной поверхности и параллельно ей, а верхние поверхности выступа и паза имеют такие формы и размеры, что при соединении двух секций изделия путем совмещения нижних поверхностей выступов и пазов и продвижения выступа одной секции в паз другой секции жидкий клей, находящийся в пазу, будет выдавливаться между верхними поверхностями выступа и паза и далее вверх между указанными торцевыми краями в направлении декоративных поверхностей обеих секций.
Соединение может быть собрано без использования специальных инструментов, а клей в таком соединении является препятствием для проникновения воды в основу слоеного покрытия пола.
Выступ в таком изделии имеет скошенную поверхность, которая проходит от торцевой поверхности выступа к ее верхней поверхности. Скошенная поверхность образует с верхней поверхностью выступа острый угол. Предпочтительно, чтобы после скашивания выступа оставалось около половины, а лучше более двух третей длины верхней поверхности выступа. Между верхними поверхностями выступов и пазов предусмотрен зазор для выдавливания через него клея при соединении секций изделия. Также предусмотрен зазор для выдавливаемого клея между плоской поверхностью над выступом и плоской поверхностью над пазом. Плоская поверхность над выступом образует прямой угол с декоративной поверхностью. Плоская поверхность над пазом образует с декоративной поверхностью острый угол. Острый угол может составлять около 82,5 - 87,5o. Между плоской поверхностью, расположенной ниже выступа, и плоской поверхностью, расположенной ниже паза, предусмотрен зазор. Плоская поверхность под выступом образует с декоративной поверхностью прямой угол. Плоская поверхность под пазом образует с декоративной поверхностью острый угол. Острый угол может составлять около 82,5 - 87,5o.
Далее задачи изобретения решаются с помощью создания способа изготовления выступа и паза вдоль соединяемых торцевых краев изделия, имеющего декоративную поверхность износа и соединяемые клеем торцевые края соответственно с пазом и выступом, содержащего этапы образования вдоль одного соединяемого торцевого края паза с плоской нижней поверхностью и образования вдоль другого соединяемого торцевого края выступа с плоской нижней поверхностью, в котором выступ и паз образуют так, что их плоские нижние поверхности расположены на определенном расстоянии от декоративной поверхности износа и параллельно ей, и так, что при соединении двух секций изделия путем совмещения нижних поверхностей выступов и пазов и продвижения выступов в пазы жидкий клей, находящийся в пазу, будет выдавливаться, проходя над выступом в направлении декоративных поверхностей износа двух секций изделия.
При этом торцевой край с пазом и декоративную поверхность выполняют так, что они расположены друг к другу под углом менее 90o.
Целесообразно в данном способе использовать декоративную поверхность износа, содержащую декоративный слой высокого давления.
Целесообразно также использовать способ для изделия, содержащего фибровый картон, а более предпочтительно фибровый картон средней плотности.
На фиг. 1 изображен вид сбоку на шпунтовое соединение; на фиг. 2 - вид сбоку на шпунтовое соединение на этапе сборки, где показаны клей, находящийся в пазу, и выступ, заходящий в паз; на фиг. 3 - то же, где показаны выступ, находящийся в контакте с клеем в пазу, и клей, находящийся на стадии его выдавливания; на фиг. 4 - вид сбоку на шпунтовое соединение, когда оно полностью состыковано, а клей выдавлен к поверхности износа; на фиг. 5-8 - размеры деталей шпунтового соединения в английских и метрических единицах.
Ниже описано шпунтовое соединение по настоящему изобретению, примененное в слоеном покрытии для пола. Изобретение, однако, может применяться и для других изделий, соединяемых шпунтовыми соединениями.
Детали и работа шпунтового соединения проиллюстрированы на видах сбоку секций слоеного покрытия 10 для пола, представленных на фиг. 1-4. На фиг.1 показаны часть покрытия 10 с прямоугольным выступом 26, предусмотренным на плоском торцевом крае 25, а также другая часть покрытия 10, предусмотренная на плоском торцевом крае 15 с прямоугольным пазом.
Слоеное покрытие для пола состоит из декоративной поверхности износа 11, основы 13 и опорного слоя 14. Выступ 26 и паз 16 профрезерованы в основе. Для слоеного покрытия для пола подходят основы 13, изготовленные из картона, сделанного из крошки, из фибрового картона или из фанеры. Опорный слой 14 требуется, когда такое слоеное покрытие располагают на эластичной подушке. Слой 14 обеспечивает размерную стабильность покрытию и служит преградой от проникновения в покрытие влаги. В случае приклеивания слоеного покрытия к существующему полу опорный слой не требуется.
Показанные на фиг. 1 выступ 26 и паз 16 имеют соответственно, плоские нижние поверхности 28 и 18. Эти поверхности параллельны плоской поверхности 12 износа и находятся от нее на определенном расстоянии. Сопряжение поверхности 28 и поверхности 18 во время соединения выступа и паза, как показано на фиг. 2-4, обеспечивает совпадение и фиксирование поверхностей 12 секций покрытия 10.
Показанные на фиг.3 и 4 выступ 26 и паз 16 имеют соответственно плоские верхние поверхности 27 и 17. Эти поверхности параллельны и находятся на расстоянии зазора между ними. По этому зазору выдавливается клей во время соединения выступа и паза, образующих шпунтовое соединение. Плоские торцевые края 25 и 15 в местах, расположенных выше и ниже выступа 26 и паза 16, не параллельны между собой, как хорошо видно на фиг. 4. Плоский торцевой край 25 выполнен под прямым углом к поверхности 12 износа. Это обеспечивает над выступом 26 и пазом 16 зазор, по которому клей 20 вытекает к поверхности 12 покрытия 10. Указанный острый угол должен составлять около 82,5 - 87,5o. Угол выше 87,5o не обеспечит достаточного зазора для вытекания вязкого клея к поверхности 12. Угол менее 82,5o приведет к обеспечению большего, чем требуется, зазора. При избытке клея содержащаяся в нем влага будет впитываться основой, что может вызвать ее разбухание и отделение друг от друга торцевых краев 25 и 15. Это также приведет к образованию зазора ниже выступа 26 и паза 16, где основа будет поглощать влагу и разбухать, не повреждая покрытие. Указанное разбухание не создаст давления, разводящего торцевые края 25 и 15.
Выступ 26 имеет скошенную поверхность 30, проходящую от его торцевой поверхности 29 к его же верхней поверхности 27. Как показано на рисунках, скос выполнен под острым углом (45o) к верхней и торцевой поверхностям 27 и 29 соответственно. Скошенная поверхность 30 может служить в качестве направляющей во время соединения выступа 26 и паза 16.
На внутреннем торце 19 паза 16 имеется клей 20, как показано на фиг. 2. Клей 20 после отверждения скрепляет вместе выступ и паз шпунтового соединения и одновременно препятствует проникновению влаги в основу 13. Для обеспечения скрепления указанных элементов шпунтового соединения годятся применяемые в промышленности древесные клеи. Для соединения секций слоеного покрытия для полов подходит древесный клей Franklin Titebond II Wood Glue, предоставленный компанией Franklin International of Columbus, штат Огайо. Древесный клей этой марки представляет собой поливинилацетатную эмульсию адгезива. В случае установки слоеного покрытия на эластичную подушку желательно, чтобы клей был тоже до некоторой степени эластичным после отверждения. Эластичность клея после отверждения может лучше компенсировать проседание слоеного покрытия в месте расположения шпунтового соединения.
Детали и работа шпунтового соединения показаны на фиг. 2-4. По мере соединения выступа и паза двух секций покрытия 10 выступ 26 давит на жидкий клей 20, находящийся в пазу 16. Выдавливаемый клей 20 проходит по скошенной поверхности 30 выступа, затем идет через зазор между верхней поверхностью 27 выступа 26 и верхней поверхностью 17 паза 16. При упомянутом соединении выступа и паза нижняя поверхность 28 выступа 26 и нижняя поверхность 18 паза 16 располагаются в плотном контакте друг с другом, препятствуя прохождению клея между ними.
Как показано на фиг. 4, скошенная поверхность 30 уменьшает длину верхней поверхности 27 выступа 26 и верхней поверхности 17 паза 16 по сравнению с длинами поверхностей прямоугольного выступа. Это способствует прохождению клея 20 предпочтительно между верхними поверхностями выступа 26 и паза 16 во время соединения секций слоеного покрытия 10. Контакт между нижними поверхностями 28 и 18, соответственно, выступа 26 и паза 16 и длина этих поверхностей также способствуют предпочтительному прохождению клея 20 между верхними поверхностями выступа 26 и паза 16 во время соединения секций покрытия 10. Кроме этого давление, оказываемое на клей 20 во время соединения выступа 26 и паза 16, как показано на фиг. 3 и 4, будет передаваться частично на верхнюю поверхность 27 и скошенную поверхность 30 выступа 26. Это давление может также способствовать прохождению клея 20 предпочтительно между верхними поверхностями выступа 26 и паза 16 во время соединения секций покрытия 10.
При отверждении клея 20 указанной марки происходит потеря клеем растворителя, воды, которая попадает в основу 3. Вода вызывает разбухание основы. Необходимо ограничить объем клея 20, который будет отверждаться за счет потери воды или другого растворителя, попадающих в основу 13. В соединении по изобретению это достигается, как показано на фиг. 1-4, путем 1) ограничения расстояния между торцом 19 паза 16 и торцом 29 выступа 26, 2) ограничения срезаемой при выполнении скошенной поверхности 30 части выступа, 3) ограничения зазора между верхней поверхностью 27 выступа 26 и верхней поверхностью 17 паза 16 и 4 ограничением зазора 32 между плоским торцевым краем 25 и плоским торцевым краем 15, где зазор 32 расположен над выступом 26 и пазом 16.
Разбухание основы у верхних поверхностей 27 и 17 выступа и паза соответственно способствует удержанию в зацеплении друг с другом выступа и паза шпунтового соединения. Для выполнения скошенной поверхности 30 на выступе 26 должно быть удалено не более половины и предпочтительно не более одной трети верхней поверхности 27 выступа 26. Зазор между верхними поверхностями выступа и паза должен быть ограничен до зазора, необходимого для прохождения клея к поверхности 12, когда осуществляется соединение выступа 26 и паза 16. Чрезмерный зазор может привести к повреждению покрытия. При отверждении клей теряет влагу, которая переходит в основу 13 в местах, смежных с зазором 31. Некоторое разбухание основы способствует обеспечению прочности шпунтового соединения. Однако чрезмерное разбухание основы повреждает покрытие.
В торце 19 паза 16 должно быть помещено такое количество клея 20, чтобы часть клея выдавливалась к поверхности 12 по мере соединения выступа и паза. Излишек клея нежелателен, поскольку требует дополнительной работы по его очистке.
На фиг. 5-8 показаны элементы с выступами и пазами шпунтового соединения для секций слоеного покрытия пола. Указанные на чертежах размеры деталей покрытия являются предпочтительными. Указанные допуски также являются предпочтительными. На фиг. 5-6 размеры и допуски обозначены в дюймах, а на фиг. 7 и 8 - в миллиметрах.
Изготовление выступа и паза в соответствии с изобретением осуществляется следующим образом.
Используют секции соединяемого изделия, содержащие основу 13 и декоративную поверхность износа 11. При этом поверхность износа 11 содержит декоративный слой высокого давления. Возможно также использовать секции с дополнительным опорным слоем 14. Основу 13 изготавливают из картона на крышке, фибрового картона или фанеры.
Торцевую поверхность края 25 секции с выступом выполняют с расположением под прямым углом к поверхности износа 11, а торцевую поверхность края 15 секции с пазом выполняют под углом, меньшим 90o, предпочтительно между 82,5 - 87,5o к поверхности износа 11. В торцевых краях 25 и 15 с помощью фрезерования основы 13 образуют соответственно выступ 26 и паз 16. Нижние поверхности 28, 18 и верхние поверхности 27, 17 выступа 26 и паза 16 выполняют плоскими и параллельными поверхности износа. При этом нижние поверхности 28 и 18 выполняют расположенными на определенном одинаковом расстоянии от поверхности износа 11, а верхнюю поверхность 17 паза 16 выполняют на расстоянии от поверхности 11 меньшем, чем расстояние от этой поверхности 11, на которое от нее отстоит верхняя поверхность 27 выступа 26.
Допуски для фрезерования верхних и нижних поверхностей выступа и паза взяты различными. Как показано на фиг. 5-8, нижние поверхности 28 и 18 выступов и пазов, соответственно, выполнены на расстоянии 0,2±0,0015 дюймов (5,08±0,0381 мм) от поверхности 12. Верхняя поверхность 27 выполнена на выступе 26, имеющем минимальную толщину 0,09 дюймов (2, 286 мм) с допуском на фрезерование выступа в сторону увеличения до 0,003 дюйма (0,0762 мм). Верхняя поверхность 17 выполнена в пазу, имеющем максимальную ширину 0,1 дюйма (2,54 мм) с допуском на фрезерование паза в сторону уменьшения до 0,003 дюйма (0,0762 мм). Это обеспечивает получение минимального зазора 31 между верхней поверхностью 27 выступа 26 и верхней поверхностью 17 паза 16 размером 0,004 дюйма (0,1016 мм).
На верхней поверхности 27 выступа 26 образуют скос 30 под углом 45o к этой поверхности. Таким образом длина плоской верхней поверхности 27 выступа 26 уменьшена по сравнению с длиной плоской верхней поверхностью 17 паза 16. Однако при выполнении скошенной поверхности 30 на выступе 26 должно быть удалено не более половины, а предпочтительно не более одной трети верхней поверхности 27. Таким образом при совмещении секций выступом и пазом, нижние поверхности выступа и паза совпадают плотно прилегая друг к другу, а соответственно торцевые края 29, 19 и верхние поверхности 27, 17 выступа 26 и паза 16 и торцевые края 25, 15 секций образуют зазоры, в которых растекается клей. Такое выполнение элементов секций изделия обеспечивает ограничение растекания объема клея и, соответственно способствует удержанию в зацеплении друг с другом выступа 26 и паза 16 шпунтового соединения.
В то же время изобретение может быть легко выполнено с различными модификациями без отклонения от его существа и объема. Соответственно, объем защиты, обеспечиваемый приложенными здесь пунктами формулы, не ограничивается до приведенных здесь примеров их описания, а приложенная формула должна пониматься как охватывающая все новые патентноспособные признаки, присущие изобретению, включая все признаки, которые должны истолковываться как их эквивалентны известных решений, к которым относится изобретение.
Кроме того, хотя изобретение проиллюстрировано здесь, как относящееся к слоеному покрытию для полов, шпунтовое соединение по изобретению не ограничивается покрытием полов и может использоваться в любых конструкциях, где желательно иметь такое соединение, например, в мебели, таре и при панельной обшивке стен.
Реферат
Изобретение может быть использовано для соединения участков слоеного покрытия полов и изделий с выступами и пазами вдоль соединяемых торцевых краев секций. Нижние поверхности выступов и пазов представляют собой строго совмещаемые поверхности, обеспечивающие при совмещении ровное в одной плоскости расположение поверхностей износа секций покрытия полов. Выступы и пазы выполнены так, что, когда выступ целиком заходит в паз, между верхними поверхностями выступа и паза образуется непрерывный зазор. Торцевые края с пазами выполнены под острым углом к декоративной поверхности. Это обеспечивает зазор между верхними поверхностями выступа и паза и между поверхностями торцевых краев, расположенных над выступами и пазами, который сориентирован в направлении поверхностей износа секции покрытия поля. При соединении двух сеекций путем совмещения нижних поверхностей выступов и пазов и продвижения выступов в пазы жидкий клей, находящийся в пазу, будет выдавливаться, проходя над выступом в направлении декоративных поверхностей износа двух секций изделия. Находящийся в шпунтовом соединении клей после отверждения делает соединение влагостойким и увеличивает его прочность. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.
